JP2015149671A - High frequency module and manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To inhibit deterioration of high frequency characteristics when a high frequency signal is transmitted between a wave guide and a semiconductor chip.SOLUTION: A high frequency module includes: a metal housing 2 having a wave guide 1; and a package part 6 having a back-short 3 positioned on an extension of the wave guide, a semiconductor chip 4, and an antenna coupler 5 positioned between the wave guide and the back-short, the package part 6 where the back-short and the semiconductor chip are integrated by a resin 7 and the antenna coupler and the semiconductor chip are electrically connected by re-wiring track 8.

Description

本発明は、高周波モジュール及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a high-frequency module and a manufacturing method thereof.

現在市販されている同軸コネクタ・ケーブルは110GHzが上限となっており、それを超える高周波信号の伝送には導波管が用いられる。また、導波管と半導体チップとの間で高周波信号を伝送するのに、平面の伝送線路に信号を変換すべくマイクロストリップ線路基板が用いられる。つまり、導波管−マイクロストリップ線路変換器が用いられる。そして、半導体チップを実装し、半導体チップとマイクロストリップ線路基板とがワイヤボンディング又はフリップチップボンディングなどで接続される。   Coaxial connector cables currently on the market have an upper limit of 110 GHz, and waveguides are used for transmission of high-frequency signals exceeding the upper limit. Also, a microstrip line substrate is used to convert a signal to a planar transmission line for transmitting high frequency signals between the waveguide and the semiconductor chip. That is, a waveguide-microstrip line converter is used. Then, the semiconductor chip is mounted, and the semiconductor chip and the microstrip line substrate are connected by wire bonding or flip chip bonding.

例えば、図17(A)、図17(B)に示すように、金属筐体100の内部の導波管101に連なる空間に、導波管101の内部に突出するようにマイクロストリップ線路基板102が実装される。そして、さらに半導体チップ103が実装されて、ワイヤボンディング又はフリップチップボンディングなどで接続される。   For example, as shown in FIGS. 17A and 17B, the microstrip line substrate 102 protrudes into the waveguide 101 in a space continuous with the waveguide 101 inside the metal housing 100. Is implemented. Further, a semiconductor chip 103 is mounted and connected by wire bonding or flip chip bonding.

特開平11−135660号公報JP-A-11-135660 特公昭64−2281号公報Japanese Examined Patent Publication No. 64-2281 特開2002−16408号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-16408 特開2010−273029号公報JP 2010-273029 A 特開平10−303614号公報JP-A-10-303614 特開2006−304113号公報JP 2006-304113 A 特開2011−234089号公報JP 2011-234089 A 特開平10−303613号公報JP-A-10-303613 国際公開第2009/123233号International Publication No. 2009/123233

しかしながら、図17(A)、図17(B)に示す構成では、マイクロストリップ線路及びワイヤボンディング又はフリップチップボンディングなどを介して高周波信号を伝送するため、導波管と半導体チップとの間で高周波信号を伝送する際の高周波特性の劣化が大きい。
例えば、導波管から半導体チップまで延びるマイクロストリップ線路の長さが必然的に長くなってしまい、また、ワイヤボンディング又はフリップチップボンディングなどで半導体チップに接続されるため、線路抵抗による信号損失が大きい。また、伝送される信号が高周波になるほど波長が短くなるが、半導体チップまでのマイクロストリップ線路の長さが波長の1/4以上になってしまうと信号反射による波形劣化も起こる。このため、導波管と半導体チップとの間で高周波信号を伝送する際の高周波特性の劣化が大きい。
However, in the configuration shown in FIGS. 17A and 17B, a high-frequency signal is transmitted via a microstrip line and wire bonding or flip-chip bonding, so that a high frequency is generated between the waveguide and the semiconductor chip. Deterioration of high-frequency characteristics during signal transmission is large.
For example, the length of the microstrip line extending from the waveguide to the semiconductor chip is inevitably long, and the signal loss due to the line resistance is large because the microstrip line is connected to the semiconductor chip by wire bonding or flip chip bonding. . Further, the wavelength becomes shorter as the transmitted signal becomes higher in frequency. However, when the length of the microstrip line to the semiconductor chip becomes 1/4 or more of the wavelength, the waveform is deteriorated due to signal reflection. For this reason, the deterioration of the high frequency characteristics when transmitting a high frequency signal between the waveguide and the semiconductor chip is large.

そこで、導波管と半導体チップとの間で高周波信号を伝送する際の高周波特性の劣化を抑制したい。   Therefore, it is desired to suppress deterioration of the high frequency characteristics when transmitting a high frequency signal between the waveguide and the semiconductor chip.

本高周波モジュールは、導波管を有する金属筐体と、導波管の延長上に位置するバックショートと、半導体チップと、導波管とバックショートとの間に位置するアンテナカプラとを有し、バックショートと半導体チップとが樹脂で一体化されており、アンテナカプラと半導体チップとが再配線線路で電気的に接続されているパッケージ部とを備えることを要件とする。   The high-frequency module includes a metal housing having a waveguide, a back short located on the extension of the waveguide, a semiconductor chip, and an antenna coupler located between the waveguide and the back short. The back short circuit and the semiconductor chip are integrated with a resin, and the antenna coupler and the semiconductor chip are provided with a package part electrically connected by a rewiring line.

本高周波モジュールの製造方法は、バックショートと、半導体チップと、アンテナカプラとを有するパッケージ部を製造する工程と、パッケージ部を、導波管を有する金属筐体に、バックショートが導波管の延長上に位置し、かつ、アンテナカプラが導波管とバックショートとの間に位置するように取り付ける工程とを含み、パッケージ部を製造する工程は、バックショートと半導体チップとを樹脂で一体化する工程と、アンテナカプラと半導体チップとが電気的に接続されるように再配線線路を設ける工程とを含むことを要件とする。   The method of manufacturing the high-frequency module includes a step of manufacturing a package portion having a back short, a semiconductor chip, and an antenna coupler, a package portion in a metal housing having a waveguide, and the back short being a waveguide. And mounting the antenna coupler so that the antenna coupler is positioned between the waveguide and the back short, and the process of manufacturing the package unit integrates the back short and the semiconductor chip with resin. And a step of providing a redistribution line so that the antenna coupler and the semiconductor chip are electrically connected to each other.

したがって、本高周波モジュール及びその製造方法によれば、導波管と半導体チップとの間で高周波信号を伝送する際の高周波特性の劣化を抑制することができるという利点がある。   Therefore, according to the present high-frequency module and its manufacturing method, there is an advantage that it is possible to suppress deterioration of high-frequency characteristics when a high-frequency signal is transmitted between the waveguide and the semiconductor chip.

第1実施形態にかかる高周波モジュールの構成を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the structure of the high frequency module concerning 1st Embodiment. (A)、(B)は、第1実施形態にかかる高周波モジュールに備えられるパッケージ部の構成を示す模式図であって、(A)は平面図であり、(B)は(A)のA−A′線に沿う断面図である。(A), (B) is a schematic diagram which shows the structure of the package part with which the high frequency module concerning 1st Embodiment is equipped, (A) is a top view, (B) is A of (A). It is sectional drawing which follows the -A 'line. (A)、(B)は、第1実施形態にかかる高周波モジュールに備えられる第1変形例のパッケージ部の構成を示す模式図であって、(A)は平面図であり、(B)は(A)のA−A′線に沿う断面図である。(A), (B) is a schematic diagram which shows the structure of the package part of the 1st modification with which the high frequency module concerning 1st Embodiment is equipped, (A) is a top view, (B) is It is sectional drawing which follows the AA 'line of (A). (A)、(B)は、第1実施形態にかかる高周波モジュールに備えられる第2変形例のパッケージ部の構成を示す模式図であって、(A)は平面図であり、(B)は(A)のA−A′線に沿う断面図である。(A), (B) is a schematic diagram which shows the structure of the package part of the 2nd modification with which the high frequency module concerning 1st Embodiment is equipped, (A) is a top view, (B) It is sectional drawing which follows the AA 'line of (A). 第1実施形態にかかる高周波モジュールに備えられる他の変形例のパッケージ部の構成を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the structure of the package part of the other modification with which the high frequency module concerning 1st Embodiment is equipped. (A)、(B)は、第1実施形態にかかる高周波モジュールの製造方法(パッケージ部の製造方法)を説明するための模式図であって、(A)は平面図であり、(B)は(A)のA−A′線に沿う断面図である。(A), (B) is a schematic diagram for demonstrating the manufacturing method (the manufacturing method of a package part) of the high frequency module concerning 1st Embodiment, (A) is a top view, (B) FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. (A)〜(C)は、第1実施形態にかかる高周波モジュールの製造方法(パッケージ部の製造方法)を説明するための模式的断面図である。(A)-(C) are typical sectional drawings for demonstrating the manufacturing method (manufacturing method of a package part) of the high frequency module concerning 1st Embodiment. 第2実施形態にかかる高周波モジュールの構成を示す模式的断面図である。It is a typical sectional view showing the composition of the high frequency module concerning a 2nd embodiment. 第2実施形態にかかる高周波モジュールのパッケージ部を構成する導体層を有する誘電体フィルムの構成を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the structure of the dielectric film which has a conductor layer which comprises the package part of the high frequency module concerning 2nd Embodiment. (A)〜(C)は、第2実施形態にかかる高周波モジュールの製造方法(パッケージ部の製造方法)を説明するための模式的断面図である。(A)-(C) are typical sectional drawings for demonstrating the manufacturing method (manufacturing method of a package part) of the high frequency module concerning 2nd Embodiment. (A)〜(C)は、第2実施形態にかかる高周波モジュールの製造方法(パッケージ部の製造方法)を説明するための模式的断面図である。(A)-(C) are typical sectional drawings for demonstrating the manufacturing method (manufacturing method of a package part) of the high frequency module concerning 2nd Embodiment. (A)、(B)は、第2実施形態にかかる高周波モジュールの製造方法(パッケージ部の製造方法)を説明するための模式的断面図である。(A), (B) is typical sectional drawing for demonstrating the manufacturing method (manufacturing method of a package part) of the high frequency module concerning 2nd Embodiment. (A)、(B)は、第3実施形態にかかる高周波モジュールの構成を示す模式図であって、(A)は断面図であり、(B)は部分的斜視図である。(A), (B) is a schematic diagram which shows the structure of the high frequency module concerning 3rd Embodiment, (A) is sectional drawing, (B) is a partial perspective view. (A)〜(L)は、第3実施形態にかかる高周波モジュールのパッケージ部に備えられる誘電体支持部材の構成例を示す模式的斜視図である。(A)-(L) is a typical perspective view which shows the structural example of the dielectric material support member with which the package part of the high frequency module concerning 3rd Embodiment is equipped. (A)〜(E)は、第3実施形態にかかる高周波モジュールの製造方法(パッケージ部の製造方法)を説明するための模式的断面図である。(A)-(E) are typical sectional drawings for demonstrating the manufacturing method (manufacturing method of a package part) of the high frequency module concerning 3rd Embodiment. (A)〜(F)は、第3実施形態にかかる高周波モジュールの製造方法(パッケージ部の製造方法)を説明するための模式図であって、(A)〜(E)は断面図であり、(F)は斜視図である。(A)-(F) is a schematic diagram for demonstrating the manufacturing method (manufacturing method of a package part) of the high frequency module concerning 3rd Embodiment, Comprising: (A)-(E) are sectional drawings. , (F) is a perspective view. (A)、(B)は、従来の高周波モジュールの構成を示す模式的断面図であって、(A)はワイヤボンディングを用いた場合を示しており、(B)はフリップチップボンディングを用いた場合を示している。(A), (B) is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a conventional high-frequency module, (A) shows the case where wire bonding is used, and (B) uses flip-chip bonding. Shows the case.

以下、図面により、本発明の実施の形態にかかる高周波モジュール及びその製造方法について説明する。
[第1実施形態]
まず、第1実施形態にかかる高周波モジュール及びその製造方法について、図1〜図7を参照しながら説明する。
Hereinafter, a high-frequency module and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
First, the high-frequency module and the manufacturing method thereof according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

本実施形態にかかる高周波モジュールは、例えばミリ波・テラヘルツ波などの高周波を用いたレーダー、センサー、無線通信システムに実装される高周波モジュールである。
本実施形態の高周波モジュールは、図1に示すように、導波管1を有する金属筐体2と、バックショート3と、半導体チップ4と、アンテナカプラ5とを有するパッケージ部6とを備える。
The high-frequency module according to the present embodiment is a high-frequency module mounted on a radar, a sensor, or a wireless communication system that uses high-frequency waves such as millimeter waves and terahertz waves.
As shown in FIG. 1, the high frequency module of the present embodiment includes a metal housing 2 having a waveguide 1, a back short 3, a semiconductor chip 4, and a package unit 6 having an antenna coupler 5.

ここでは、パッケージ部6は、導波管1の延長上に位置するバックショート3と、半導体チップ4と、導波管1とバックショート3との間に位置するアンテナカプラ5とを有する。また、バックショート3と半導体チップ4とが樹脂7で一体化されている。そして、アンテナカプラ5と半導体チップ4とが再配線線路8で電気的に接続されている。
このように、樹脂7で一体化し、再配線線路8で接続したパッケージ部6が、導波管1を有する金属筐体2に、バックショート3が導波管1の延長上に位置し、かつ、アンテナカプラ5が導波管1とバックショート3との間に位置するように取り付けられている。
Here, the package unit 6 includes a back short circuit 3 positioned on the extension of the waveguide 1, a semiconductor chip 4, and an antenna coupler 5 positioned between the waveguide 1 and the back short circuit 3. Further, the back short 3 and the semiconductor chip 4 are integrated with a resin 7. The antenna coupler 5 and the semiconductor chip 4 are electrically connected by a rewiring line 8.
Thus, the package part 6 integrated with the resin 7 and connected by the redistribution line 8 is located in the metal housing 2 having the waveguide 1, the back short 3 is located on the extension of the waveguide 1, and The antenna coupler 5 is attached so as to be positioned between the waveguide 1 and the back short 3.

本実施形態では、図1、図2(A)、図2(B)に示すように、バックショート3は、多層誘電体基板9(例えば石英など)の裏面に設けられた裏面導体層9Aである。また、アンテナカプラ5は、多層誘電体基板9の裏面の反対側の表面に設けられた表面導体層9Bである。つまり、パッケージ部6は、バックショート3として機能する裏面導体層9A及びアンテナカプラ5として機能する表面導体層9Bを備える多層誘電体基板9(受動素子;受動部品)を備える。   In the present embodiment, as shown in FIGS. 1, 2A, and 2B, the back short 3 is a back conductor layer 9A provided on the back surface of a multilayer dielectric substrate 9 (eg, quartz). is there. The antenna coupler 5 is a surface conductor layer 9 </ b> B provided on the surface opposite to the back surface of the multilayer dielectric substrate 9. That is, the package unit 6 includes a multilayer dielectric substrate 9 (passive element; passive component) including a back conductor layer 9A that functions as the back short 3 and a front conductor layer 9B that functions as the antenna coupler 5.

この場合、多層誘電体基板9の厚さ及びパターン精度によって、アンテナカプラ5とバックショート3との間の距離は、伝送する高周波信号の波長λの1/4(λ/4)に精度良く設定される。ここで、バックショート3は、アンテナカプラ5の裏側にアンテナカプラ5からλ/4離れたグランド面である。
そして、多層誘電体基板9と半導体チップ4とが樹脂7で一体化されている。
In this case, the distance between the antenna coupler 5 and the back short 3 is accurately set to 1/4 (λ / 4) of the wavelength λ of the high-frequency signal to be transmitted, depending on the thickness and pattern accuracy of the multilayer dielectric substrate 9. Is done. Here, the back short 3 is a ground plane away from the antenna coupler 5 by λ / 4 on the back side of the antenna coupler 5.
The multilayer dielectric substrate 9 and the semiconductor chip 4 are integrated with a resin 7.

また、本実施形態では、再配線線路8は、樹脂7上に形成された樹脂層10に設けられたビア11を介して半導体チップ4に電気的に接続された線路導体12によって構成されている。ここでは、再配線線路8としての線路導体12は、ビア11を介して半導体チップ4に電気的に接続されており、また、ビア19を介してアンテナカプラ5(ここでは多層誘電体基板9の表面導体層9B)に電気的に接続されている。また、樹脂層10は感光性樹脂層である。また、線路導体12は、例えば銅などの金属からなる金属配線である。   In the present embodiment, the redistribution line 8 is constituted by a line conductor 12 electrically connected to the semiconductor chip 4 via a via 11 provided in the resin layer 10 formed on the resin 7. . Here, the line conductor 12 as the redistribution line 8 is electrically connected to the semiconductor chip 4 through the via 11, and is connected to the antenna coupler 5 (here, the multilayer dielectric substrate 9 through the via 19). It is electrically connected to the surface conductor layer 9B). The resin layer 10 is a photosensitive resin layer. The line conductor 12 is a metal wiring made of a metal such as copper.

このような構成を備える再配線線路8は、例えばセミアディティブ法を用いてめっきによって形成しても良いし、インクジェット法を用いて金属ペースト(例えば銅ペーストや銀ペースト)によって形成しても良い。但し、コスト及び実装精度を考慮すると、セミアディティブ法を用いてめっきによって形成するのが好ましい。
このように、多層誘電体基板9と半導体チップ4とをモールド樹脂7で埋め込んでこれらの位置を固定して一体化し、その上に再配線線路8を形成してアンテナカプラ5と半導体チップ4とを接続したパッケージ部6が、図1に示すように、金属筐体2の導波管1の一方の端部を塞ぐようにその裏側から接合されている。つまり、異種デバイス集積技術及び再配線技術を用いて、多層誘電体基板9と半導体チップ4とをモールド樹脂7で一体化し、アンテナカプラ5と半導体チップ4とを再配線線路8で接続する。
The redistribution line 8 having such a configuration may be formed by plating using, for example, a semi-additive method, or may be formed by using a metal paste (for example, copper paste or silver paste) by using an inkjet method. However, in consideration of cost and mounting accuracy, it is preferable to form by plating using a semi-additive method.
In this way, the multilayer dielectric substrate 9 and the semiconductor chip 4 are embedded with the mold resin 7 and these positions are fixed and integrated, and a redistribution line 8 is formed thereon to form the antenna coupler 5 and the semiconductor chip 4. As shown in FIG. 1, the package portion 6 connected to each other is joined from the back side so as to close one end portion of the waveguide 1 of the metal housing 2. That is, using the heterogeneous device integration technique and the rewiring technique, the multilayer dielectric substrate 9 and the semiconductor chip 4 are integrated with the mold resin 7, and the antenna coupler 5 and the semiconductor chip 4 are connected by the rewiring line 8.

このように、バックショート3を備える多層誘電体基板9と半導体チップ4とをモールド樹脂7で埋め込んでこれらの位置を固定して一体化し、その上に再配線線路8を形成してアンテナカプラ5と半導体チップ4とを接続したパッケージ部6が、図1に示すように、金属筐体2の導波管1の一方の端部を塞ぐようにバックショート3の裏側から接合されている。つまり、異種デバイス集積技術及び再配線技術を用いて、多層誘電体基板9と半導体チップ4とをモールド樹脂7で一体化し、アンテナカプラ5と半導体チップ4とを再配線線路8で接続する。   In this way, the multilayer dielectric substrate 9 having the back short 3 and the semiconductor chip 4 are embedded with the mold resin 7 to fix and integrate these positions, and the rewiring line 8 is formed thereon to form the antenna coupler 5. As shown in FIG. 1, the package portion 6 connecting the semiconductor chip 4 and the semiconductor chip 4 is joined from the back side of the back short 3 so as to close one end portion of the waveguide 1 of the metal housing 2. That is, using the heterogeneous device integration technique and the rewiring technique, the multilayer dielectric substrate 9 and the semiconductor chip 4 are integrated with the mold resin 7, and the antenna coupler 5 and the semiconductor chip 4 are connected by the rewiring line 8.

このようにして作製した、バックショート3、アンテナカプラ5及び半導体チップ4を一体化したパッケージ部6を、金属筐体2の導波管1の一方の端部を塞ぐように金属筐体2に張り合わせる(貼り合わせる)ことで、導波管−線路変換(同軸変換)から半導体チップ実装までを実現する。
図1、図2(A)、図2(B)に示される高周波モジュールの場合、導波管1と半導体チップ4との間で高周波信号を伝送するために、アンテナカプラ5としての多層誘電体基板9の表面導体層9B及び再配線線路8が用いられ、その長さを短くすることができる。つまり、アンテナカプラ5(変換部)と半導体チップ4との距離を短くすることができ、伝送線路を短くすることができる。このため、伝送損失、即ち、線路抵抗による信号損失(線路損失)を低減することが可能である。また、伝送される信号が高周波になるほど波長が短くなるが、このような場合であっても、半導体チップ4までの長さを波長の1/4よりも短くすることができ、信号反射による波形劣化も抑制することが可能である。例えば、ミリ波、テラヘルツ波などの超高周波の高周波信号を伝送する場合であっても、信号反射による波形劣化も抑制することが可能である。例えば、約100GHzの高周波信号で波長は約3mm、約300GHzの高周波信号で波長は約1mmと短くなる。このような場合であっても、半導体チップ4までの長さを波長の1/4よりも短くすることができ、信号反射による波形劣化も抑制することが可能である。これにより、導波管1と半導体チップ4との間で高周波信号を伝送(入出力)する際の高周波特性の劣化を抑制することが可能となる。つまり、半導体チップ4から導波管1に向かって延びる伝送線路における高周波特性の劣化を抑制することが可能となる。
The package portion 6 in which the back short 3, the antenna coupler 5 and the semiconductor chip 4 are integrated as described above is attached to the metal housing 2 so as to close one end of the waveguide 1 of the metal housing 2. By laminating (bonding), waveguide-line conversion (coaxial conversion) to semiconductor chip mounting are realized.
In the case of the high-frequency module shown in FIGS. 1, 2 (A), and 2 (B), a multilayer dielectric as an antenna coupler 5 is used to transmit a high-frequency signal between the waveguide 1 and the semiconductor chip 4. The surface conductor layer 9B and the redistribution line 8 of the substrate 9 are used, and the length thereof can be shortened. That is, the distance between the antenna coupler 5 (conversion unit) and the semiconductor chip 4 can be shortened, and the transmission line can be shortened. For this reason, it is possible to reduce transmission loss, that is, signal loss (line loss) due to line resistance. Further, although the wavelength becomes shorter as the transmitted signal becomes higher in frequency, even in such a case, the length to the semiconductor chip 4 can be made shorter than ¼ of the wavelength, and the waveform due to signal reflection. Degradation can also be suppressed. For example, even when an ultra-high-frequency high-frequency signal such as a millimeter wave or a terahertz wave is transmitted, waveform deterioration due to signal reflection can be suppressed. For example, the wavelength is about 3 mm for a high-frequency signal of about 100 GHz, and the wavelength is about 1 mm for a high-frequency signal of about 300 GHz. Even in such a case, the length to the semiconductor chip 4 can be made shorter than ¼ of the wavelength, and waveform degradation due to signal reflection can be suppressed. Thereby, it is possible to suppress the deterioration of the high frequency characteristics when transmitting (input / output) a high frequency signal between the waveguide 1 and the semiconductor chip 4. That is, it is possible to suppress the deterioration of the high frequency characteristics in the transmission line extending from the semiconductor chip 4 toward the waveguide 1.

また、バックショート3、アンテナカプラ5及び半導体チップ4を一体化したパッケージ部6を作製し、金属筐体2の導波管1の一方の端部を塞ぐように金属筐体2に張り合わせるため、導波管1やバックショート3に対するアンテナカプラ5の実装精度が高くなる。つまり、バックショート3とアンテナカプラ5の距離は、多層誘電体基板9の厚さ及びパターン精度によって、伝送される高周波信号の波長の1/4の距離に精度良く設定することができる。また、バックショート3とアンテナカプラ5の距離が精度良く設定できているため、パッケージ部6と金属筐体2とを張り合わせる際には、水平方向での位置合わせを行なうだけで良く、精度良く位置合わせを行なうことができる。このため、導波管1やバックショート3に対するアンテナカプラ5の実装精度が高くなる。これにより、実装誤差や加工ばらつき等によって特性が大きく変わってしまうのを抑制することができ、また、導波管−線路変換の変換効率を高めることもできる。   In addition, a package portion 6 in which the back short 3, the antenna coupler 5, and the semiconductor chip 4 are integrated is manufactured and bonded to the metal housing 2 so as to close one end of the waveguide 1 of the metal housing 2. The mounting accuracy of the antenna coupler 5 with respect to the waveguide 1 and the back short 3 is increased. That is, the distance between the back short 3 and the antenna coupler 5 can be accurately set to a distance of ¼ of the wavelength of the transmitted high-frequency signal depending on the thickness of the multilayer dielectric substrate 9 and the pattern accuracy. Further, since the distance between the back short 3 and the antenna coupler 5 can be set with high accuracy, when the package unit 6 and the metal casing 2 are bonded together, it is only necessary to perform alignment in the horizontal direction with high accuracy. Alignment can be performed. For this reason, the mounting accuracy of the antenna coupler 5 with respect to the waveguide 1 and the back short 3 becomes high. Thereby, it can suppress that a characteristic changes greatly by mounting error, processing variation, etc., and can also improve conversion efficiency of waveguide-line conversion.

これに対し、従来のようにマイクロストリップ線路基板を用いる場合(例えば図17(A)、図17(B)参照)には、マイクロストリップ線路基板の加工ばらつきや実装精度によって特性(電気的特性)が大きく変わってしまう。例えば、ミリ波、テラヘルツ波などの超高周波の高周波信号を伝送する場合には、導波管のサイズやマイクロストリップ線路からバックショートまでの距離が、マイクロストリップ線路基板の厚さや幅と同程度のオーダになってくる。例えば、約100GHzの高周波信号で波長は約3mm、約300GHzの高周波信号で波長は約1mmと短くなり、マイクロストリップ線路基板の厚さや幅が波長に対して無視できない大きさとなる。このため、マイクロストリップ線路基板の加工ばらつきによって特性が大きく変わってしまう。また、マイクロストリップ線路基板を実装する際には、マイクロストリップ線路とバックショートとの間の距離、及び、マイクロストリップ線路基板の導波管内への突き出し長さを考慮して、垂直方向及び水平方向での位置合わせを行なわなくてはならず、精度良く位置合わせを行なうのは難しい。このため、マイクロストリップ線路基板の実装精度(加工誤差及び実装誤差)によって特性が大きく変わってしまう。   On the other hand, when a microstrip line substrate is used as in the prior art (see, for example, FIGS. 17A and 17B), characteristics (electrical characteristics) depend on processing variations and mounting accuracy of the microstrip line substrate. Will change drastically. For example, when transmitting ultra-high-frequency high-frequency signals such as millimeter waves and terahertz waves, the size of the waveguide and the distance from the microstrip line to the back short are the same as the thickness and width of the microstrip line substrate. It becomes an order. For example, the wavelength is about 3 mm for a high-frequency signal of about 100 GHz and the wavelength is about 1 mm for a high-frequency signal of about 300 GHz, and the thickness and width of the microstrip line substrate are not negligible with respect to the wavelength. For this reason, the characteristics greatly change due to processing variations of the microstrip line substrate. Also, when mounting the microstrip line substrate, consider the distance between the microstrip line and the back short, and the length of the microstrip line substrate protruding into the waveguide, in the vertical and horizontal directions. Therefore, it is difficult to align with high accuracy. For this reason, the characteristics greatly change depending on the mounting accuracy (processing error and mounting error) of the microstrip line substrate.

また、バックショート3、アンテナカプラ5及び半導体チップ4を一体化したパッケージ部6を、金属筐体2の導波管1の一方の端部を塞ぐように金属筐体2に張り合わせることで、導波管−線路変換から半導体チップ実装までを実現するため、小型化、低損失化を実現することもできる。
また、本実施形態では、アンテナカプラ5と半導体チップ4の信号入出力端子20とを接続する再配線線路8(再配線信号線)のほかに、図2(A)、図2(B)に示すように、例えばバックショート3に接続されたグランド端子15Aや半導体チップ4のグランド端子15Bにビア16を介して接続される再配線グランド部13、半導体チップ4の他の信号入出力端子17にビア18を介して接続される再配線信号線14も形成されている。なお、ここでは、バックショート3は、グランド配線21を介してグランド端子15Aに接続されている。そして、再配線グランド部13上に金属筐体2が張り合わされており(図1参照)、再配線信号線8、14の上方のみが隙間(空隙)となっている。特に、アンテナカプラ5と半導体チップ4との間で高周波信号を伝送する領域では、再配線線路8の上方のみが隙間となっており、この隙間は小さいため、導波管モードで電波(信号)が漏洩して伝搬してしまうのを抑制することが可能である。
Further, by pasting the package portion 6 in which the back short 3, the antenna coupler 5 and the semiconductor chip 4 are integrated to the metal casing 2 so as to close one end of the waveguide 1 of the metal casing 2, In order to realize from waveguide-line conversion to semiconductor chip mounting, downsizing and low loss can be realized.
In this embodiment, in addition to the rewiring line 8 (rewiring signal line) for connecting the antenna coupler 5 and the signal input / output terminal 20 of the semiconductor chip 4, FIG. 2A and FIG. As shown, for example, the redistribution ground portion 13 connected to the ground terminal 15 </ b> A connected to the back short 3 or the ground terminal 15 </ b> B of the semiconductor chip 4 via the via 16, A redistribution signal line 14 connected via the via 18 is also formed. Here, the back short 3 is connected to the ground terminal 15 </ b> A via the ground wiring 21. And the metal housing | casing 2 is bonded on the rewiring ground part 13 (refer FIG. 1), and only the upper part of the rewiring signal lines 8 and 14 becomes a clearance gap (gap). In particular, in a region where a high-frequency signal is transmitted between the antenna coupler 5 and the semiconductor chip 4, only a gap above the redistribution line 8 is a gap, and since this gap is small, radio waves (signals) in the waveguide mode. Can be prevented from leaking and propagating.

これに対し、従来のようにマイクロストリップ線路基板を用いる場合(例えば図17(A)、図17(B)参照)には、金属筐体の内部の導波管に連なる空間にマイクロストリップ線路基板を実装しなくてはならない。このため、マイクロストリップ線路基板の上方に大きな隙間ができてしまうため、導波管モードで電波が漏洩して伝搬してしまうのを抑制するのは難しい。また、マイクロストリップ線路基板は、その強度を確保するために厚さを薄くするのにも限界があるため、マイクロストリップ線路の下側の基板部分を通して電波が漏洩して伝搬してしまうのを抑制するのも難しい。   On the other hand, when a microstrip line substrate is used as in the prior art (see, for example, FIGS. 17A and 17B), the microstrip line substrate is placed in a space continuous with the waveguide inside the metal housing. Must be implemented. For this reason, since a large gap is formed above the microstrip line substrate, it is difficult to suppress radio waves from leaking and propagating in the waveguide mode. In addition, since the microstrip line substrate has a limit in reducing the thickness in order to ensure its strength, it suppresses radio waves from leaking and propagating through the substrate part below the microstrip line. It is also difficult to do.

なお、半導体チップ4を回路チップ、半導体回路チップ又は半導体集積回路チップともいう。また、アンテナカプラ5は、変換用カプラ、集電用カプラ又はプローブともいう。また、バックショート3と半導体チップ4とを樹脂7で一体化したものを、集積体ともいう。また、パッケージ部6の導波管1の端面(終端)と向かい合う部分、即ち、バックショート3として機能する裏面導体層9A及びアンテナカプラ5として機能する表面導体層9Bを備える多層誘電体基板9を、変換部、信号変換部、導波管−アンテナカプラ/再配線線路変換器又はプローブ結合型変換器ともいう。また、高周波モジュールは、導波管−アンテナカプラ/再配線線路変換器又はプローブ結合型変換器としての機能も有する。このため、信号変換モジュールともいう。   The semiconductor chip 4 is also referred to as a circuit chip, a semiconductor circuit chip, or a semiconductor integrated circuit chip. The antenna coupler 5 is also referred to as a conversion coupler, a current collecting coupler, or a probe. In addition, the back short 3 and the semiconductor chip 4 integrated with the resin 7 are also referred to as an integrated body. Further, a multilayer dielectric substrate 9 provided with a portion of the package portion 6 that faces the end face (termination) of the waveguide 1, that is, a back conductor layer 9 A that functions as the back short 3 and a front conductor layer 9 B that functions as the antenna coupler 5. , Conversion unit, signal conversion unit, waveguide-antenna coupler / redistribution line converter, or probe-coupled converter. The high-frequency module also has a function as a waveguide-antenna coupler / redistribution line converter or a probe-coupled converter. For this reason, it is also called a signal conversion module.

なお、上述の実施形態では、バックショート3を、多層誘電体基板9の裏面に設けられた裏面導体層9Aとし、アンテナカプラ5を、多層誘電体基板9の裏面の反対側の表面に設けられた表面導体層9Bとし、多層誘電体基板9と半導体チップ4とを樹脂7で一体化しているが、これに限られるものではない。
例えば、図3(A)、図3(B)に示すように、バックショート3を、多層誘電体基板9の裏面に設けられた導体層9Aとし、アンテナカプラ5を、再配線線路8の導波管1とバックショート3との間の領域まで延ばされた部分8Xとし、多層誘電体基板9と半導体チップ4とを樹脂7で一体化しても良い。なお、これを第1変形例という。この場合、アンテナカプラ5は、再配線線路8の一部8Xによって構成されることになる。つまり、再配線線路8の一部8Xがアンテナカプラ5として機能することになる。
In the above-described embodiment, the back short 3 is the back conductor layer 9A provided on the back surface of the multilayer dielectric substrate 9, and the antenna coupler 5 is provided on the surface opposite to the back surface of the multilayer dielectric substrate 9. The multi-layer dielectric substrate 9 and the semiconductor chip 4 are integrated with the resin 7 as the surface conductor layer 9B. However, the present invention is not limited to this.
For example, as shown in FIGS. 3A and 3B, the back short 3 is a conductor layer 9A provided on the back surface of the multilayer dielectric substrate 9, and the antenna coupler 5 is connected to the redistribution line 8. The multilayer dielectric substrate 9 and the semiconductor chip 4 may be integrated with the resin 7 as a portion 8X extending to a region between the wave tube 1 and the back short 3. This is referred to as a first modification. In this case, the antenna coupler 5 is constituted by a part 8X of the redistribution line 8. That is, a part 8X of the redistribution line 8 functions as the antenna coupler 5.

また、例えば、図4(A)、図4(B)に示すように、バックショート3を、底部22Aと枠状の側部22Bとを有するバスタブ状金属部材22の底部22Aとし、アンテナカプラ5を、再配線線路8の導波管1とバックショート3との間の領域まで延ばされた部分8Xとし、バスタブ状金属部材22と半導体チップ4とを樹脂7で一体化しても良い。そして、バスタブ状金属部材22の底部22Aと枠状の側部22Bとによって規定された領域(内部)が誘電体23で埋められているものとすれば良い。ここで、誘電体23としては、低誘電率の誘電体又は低損失な誘電体を用いれば良い。例えば、ベンゾシクロブテン、液晶ポリマ、シクロオレフィンポリマ、ポリオレフィン、ポリフェニレンエーテル、ポリスチレン及びポリテトラフルオロエチレン(PTFE)に代表されるフッ素系樹脂からなる群から選ばれるいずれか1種の材料を用いれば良い。なお、これを第2変形例という。この場合、アンテナカプラ5は、再配線線路8の一部8Xによって構成されることになる。つまり、再配線線路8の一部8Xがアンテナカプラ5として機能することになる。なお、バスタブ状金属部材22を、バスタブ構造(バスタブ形状)の金属ブロック、又は、金属バスタブ構造ともいう。また、誘電体23を、誘電体ブロックともいう。また、バスタブ状金属部材22の中を誘電体23で埋めたものを、バックショートブロック(受動素子)ともいう。   For example, as shown in FIGS. 4A and 4B, the back short 3 is a bottom 22A of a bathtub-shaped metal member 22 having a bottom 22A and a frame-like side 22B, and the antenna coupler 5 is used. May be a portion 8X extending to a region between the waveguide 1 and the back short 3 of the redistribution line 8, and the bathtub-shaped metal member 22 and the semiconductor chip 4 may be integrated with the resin 7. The region (inside) defined by the bottom portion 22A and the frame-shaped side portion 22B of the bathtub-shaped metal member 22 may be filled with the dielectric 23. Here, as the dielectric 23, a low dielectric constant dielectric or a low loss dielectric may be used. For example, any one material selected from the group consisting of fluorinated resins represented by benzocyclobutene, liquid crystal polymer, cycloolefin polymer, polyolefin, polyphenylene ether, polystyrene, and polytetrafluoroethylene (PTFE) may be used. . This is referred to as a second modification. In this case, the antenna coupler 5 is constituted by a part 8X of the redistribution line 8. That is, a part 8X of the redistribution line 8 functions as the antenna coupler 5. The bathtub-shaped metal member 22 is also referred to as a bathtub-shaped (bathtub-shaped) metal block or a metal bathtub structure. The dielectric 23 is also referred to as a dielectric block. Further, the bathtub-shaped metal member 22 filled with the dielectric 23 is also referred to as a back short block (passive element).

これらの第1変形例及び第2変形例の場合、上述の実施形態の場合と同様に、再配線線路8は、樹脂7上に形成された樹脂層10に設けられたビア11を介して半導体チップ4に電気的に接続された線路導体12によって構成されているものとすれば良い。この場合、線路導体12の導波管1とバックショート3との間の領域まで延ばされた部分12Xがアンテナカプラ5となる。つまり、線路導体12の一部12Xがアンテナカプラ5として機能することになる。このような構成を備える再配線線路8は、例えばセミアディティブ法を用いてめっきによって設けても良いし、インクジェット法を用いて金属ペースト(例えば銅ペーストや銀ペースト)によって設けても良い。但し、コスト及び実装精度を考慮すると、セミアディティブ法を用いてめっきによって設けるのが好ましい。   In the case of these first modification and second modification, the redistribution line 8 is connected to the semiconductor via vias 11 provided in the resin layer 10 formed on the resin 7 as in the case of the above-described embodiment. What is necessary is just to be comprised by the line conductor 12 electrically connected to the chip | tip 4. FIG. In this case, a portion 12 </ b> X that extends to the region between the waveguide 1 and the back short 3 of the line conductor 12 becomes the antenna coupler 5. That is, a part 12X of the line conductor 12 functions as the antenna coupler 5. The redistribution line 8 having such a configuration may be provided by plating using, for example, a semi-additive method, or may be provided by metal paste (for example, copper paste or silver paste) using an inkjet method. However, in consideration of cost and mounting accuracy, it is preferable to provide by plating using a semi-additive method.

なお、上述の実施形態、第1変形例及び第2変形例では、再配線線路8は、樹脂7上に形成された樹脂層10に設けられたビア11を介して半導体チップ4に電気的に接続された線路導体12によって構成されているものとしているが、これに限られるものではない。例えば、後述の第2実施形態や第3実施形態のように、再配線線路は、樹脂上に設けられた誘電体フィルムに形成されたビアを介して半導体チップに電気的に接続された線路導体によって構成されているものとしても良い。このような構成を備える再配線線路は、例えば導体層(例えば銅箔などの金属層)を有する誘電体フィルムを集積体の樹脂上に設け、導体層をパターニングして線路導体を形成し、誘電体フィルムにビアを形成することによって設ければ良い。例えば、金属層が接着層を介して接着されている誘電体フィルムを集積体の樹脂上に貼り付けた後に、金属層をパターニングするとともに誘電体フィルムにビアを形成することによって、再配線線路を設ければ良い。なお、導体層のパターニングとビアの形成はいずれが先でも良い。   In the above-described embodiment, the first modification, and the second modification, the redistribution line 8 is electrically connected to the semiconductor chip 4 via the via 11 provided in the resin layer 10 formed on the resin 7. Although it is assumed that the line conductor 12 is connected, the present invention is not limited to this. For example, as in the second and third embodiments described later, the redistribution line is a line conductor electrically connected to the semiconductor chip through a via formed in a dielectric film provided on a resin. It is good also as what is comprised by. In a redistribution line having such a configuration, for example, a dielectric film having a conductor layer (for example, a metal layer such as a copper foil) is provided on a resin of an integrated body, and the conductor layer is patterned to form a line conductor. What is necessary is just to provide by forming a via | veer in a body film. For example, after pasting a dielectric film with a metal layer bonded through an adhesive layer on the resin of the integrated body, the metal layer is patterned and vias are formed in the dielectric film to form a redistribution line. It only has to be provided. Either the patterning of the conductor layer or the formation of the via may be performed first.

また、再配線線路がパターニングされている誘電体フィルムを、集積体の樹脂上に取り付けることによって、再配線線路を設けても良い。例えば、図5に示すように、ビア11及びビア11に接続される線路導体12(ここではアンテナカプラ5として機能する部分12Xも含む)を有する誘電体フィルム25を、集積体の樹脂7上に設けることによって、再配線線路8(ここではアンテナカプラ5として機能する部分8Xも含む)を設けても良い。例えば、集積体の樹脂7上に、再配線線路8としての線路導体12及びビア11がパターニングされている誘電体フィルム25を、接着剤26で接着すれば良い。この場合、誘電体フィルム25にパターニングされているビア11及びその近傍領域を接着するのに導電性接着剤26Aを用い、それ以外の領域を接着するのに低誘電・低損失接着剤26Bを用いるのが好ましい。なお、図5では、第2変形例の構成を例に挙げているが、上述の実施形態や第1変形例の場合も同様である。但し、コスト及び実装精度を考慮すると、上述の集積体の樹脂上に誘電体フィルムを取り付けた後に再配線線路をパターニングする方法によって再配線線路を設けるのが好ましい。   Alternatively, the redistribution line may be provided by attaching a dielectric film on which the redistribution line is patterned on the resin of the integrated body. For example, as shown in FIG. 5, a dielectric film 25 having a via 11 and a line conductor 12 connected to the via 11 (including a portion 12X functioning as the antenna coupler 5 in this case) is placed on the resin 7 of the integrated body. By providing, the redistribution line 8 (here, the portion 8X functioning as the antenna coupler 5 is also included) may be provided. For example, a dielectric film 25 in which the line conductor 12 and the via 11 as the redistribution line 8 are patterned on the resin 7 of the integrated body may be bonded with an adhesive 26. In this case, the conductive adhesive 26A is used to bond the via 11 patterned in the dielectric film 25 and its neighboring region, and the low dielectric / low loss adhesive 26B is used to bond the other region. Is preferred. In addition, in FIG. 5, although the structure of the 2nd modification is mentioned as an example, the case of the above-mentioned embodiment and a 1st modification is also the same. However, in consideration of cost and mounting accuracy, it is preferable to provide the redistribution line by a method of patterning the redistribution line after attaching the dielectric film on the resin of the integrated body.

次に、本実施形態にかかる高周波モジュールの製造方法について説明する。
まず、バックショート3と、半導体チップ4と、アンテナカプラ5とを有するパッケージ部6を製造する(パッケージ部を製造する工程)。
つまり、まず、バックショート3と半導体チップ4とを樹脂7で一体化する[図6(A)、図6(B)参照]。次に、アンテナカプラ5と半導体チップ4とが電気的に接続されるように再配線線路8を設ける。
Next, the manufacturing method of the high frequency module concerning this embodiment is demonstrated.
First, the package part 6 having the back short 3, the semiconductor chip 4, and the antenna coupler 5 is manufactured (process for manufacturing the package part).
That is, first, the back short 3 and the semiconductor chip 4 are integrated with the resin 7 [see FIGS. 6A and 6B]. Next, the rewiring line 8 is provided so that the antenna coupler 5 and the semiconductor chip 4 are electrically connected.

ここで、上述の実施形態の構成を備えるパッケージ部6を製造する場合には、樹脂7で一体化する工程において、裏面にバックショート3となる裏面導体層9Aを有し、裏面の反対側の表面にアンテナカプラ5となる表面導体層9Bを有する多層誘電体基板9と、半導体チップ4とを樹脂7で一体化する。
また、上述の第1変形例の構成を備えるパッケージ部6を製造する場合には、樹脂7で一体化する工程において、裏面にバックショート3となる導体層9Aを有する多層誘電体基板9と半導体チップ4とを樹脂で一体化し、再配線線路8を設ける工程において、アンテナカプラ5となる部分8Xを含むように、再配線線路8をバックショート3の上方の領域まで延びるように設ける。
Here, when manufacturing the package part 6 provided with the structure of the above-mentioned embodiment, in the process of integrating with the resin 7, it has a back conductor layer 9A that becomes the back short 3 on the back surface, and is on the opposite side of the back surface. The multilayer dielectric substrate 9 having the surface conductor layer 9B to be the antenna coupler 5 on the surface and the semiconductor chip 4 are integrated with the resin 7.
When manufacturing the package unit 6 having the configuration of the first modification described above, the multilayer dielectric substrate 9 and the semiconductor having the conductor layer 9A serving as the back short 3 on the back surface in the step of integrating with the resin 7 In the step of integrating the chip 4 with resin and providing the redistribution line 8, the redistribution line 8 is provided so as to extend to the region above the back short 3 so as to include the portion 8X that becomes the antenna coupler 5.

また、上述の第2変形例の構成を備えるパッケージ部6を製造する場合には、樹脂7で一体化する工程において、バックショート3となる底部22Aと枠状の側部22Bとを有するバスタブ状金属部材22と半導体チップ4とを樹脂で一体化し、再配線線路8を設ける工程において、アンテナカプラ5となる部分8Xを含むように、再配線線路8をバックショート3の上方の領域まで延びるように設ける。   Moreover, when manufacturing the package part 6 provided with the structure of the above-mentioned 2nd modification, in the process integrated with the resin 7, it is the bathtub shape which has the bottom part 22A used as the back short 3, and the frame-shaped side part 22B. In the step of integrating the metal member 22 and the semiconductor chip 4 with resin and providing the redistribution line 8, the redistribution line 8 extends to the region above the back short 3 so as to include the portion 8X that becomes the antenna coupler 5. Provided.

このようにしてパッケージ部6を製造する場合、再配線線路8を設ける工程を、樹脂7上に樹脂層10を形成する工程と、樹脂層10にビア11を形成する工程と、樹脂層10上に線路導体12を形成する工程とを含むものとすれば良い。例えば、セミアディティブ法やインクジェット法を用いるものが、これに含まれる。また、再配線線路8を設ける工程を、樹脂7上に、導体層を有する誘電体フィルムを設ける工程と、誘電体フィルムにビアを形成する工程と、導体層をパターニングして線路導体を形成する工程とを含むものとしても良い。例えば、導体層を有する誘電体フィルムを集積体の樹脂上に取り付けた後に、再配線線路をパターニングするものが、これに含まれる。なお、ビアを形成する工程と線路導体を形成する工程はどちらが先であっても良い。また、再配線線路を設ける工程において、ビア及びビアに接続される線路導体を有する誘電体フィルムを、樹脂上に設けるようにしても良い。例えば、再配線線路がパターニングされている誘電体フィルムを、集積体の樹脂上に取り付けるものが、これに含まれる。   Thus, when manufacturing the package part 6, the process of providing the rewiring line 8, the process of forming the resin layer 10 on the resin 7, the process of forming the via 11 in the resin layer 10, and the resin layer 10 And the step of forming the line conductor 12 in the above. For example, a method using a semi-additive method or an inkjet method is included. The step of providing the redistribution line 8 includes the step of providing a dielectric film having a conductor layer on the resin 7, the step of forming a via in the dielectric film, and patterning the conductor layer to form a line conductor. It is good also as what includes a process. For example, this includes a method of patterning a redistribution line after attaching a dielectric film having a conductor layer on a resin of an integrated body. Note that either the step of forming a via or the step of forming a line conductor may be first. In the step of providing the redistribution line, a dielectric film having vias and line conductors connected to the vias may be provided on the resin. For example, this includes a case where a dielectric film on which a redistribution line is patterned is attached on a resin of an integrated body.

そして、上述のようにして製造されたパッケージ部6を、導波管1を有する金属筐体2に、バックショート3が導波管1の延長上に位置し、かつ、アンテナカプラ5が導波管1とバックショート3との間に位置するように取り付ける。
以下、上述の第2変形例の構成に、セミアディティブ法を用いてめっきによって再配線線路8を形成する場合を例に挙げて、図6、図7を参照しながら説明する。
Then, the package portion 6 manufactured as described above is placed in the metal housing 2 having the waveguide 1, the back short 3 is positioned on the extension of the waveguide 1, and the antenna coupler 5 is guided. It is attached so that it is located between the tube 1 and the back short 3.
Hereinafter, a case where the redistribution line 8 is formed by plating using the semi-additive method in the configuration of the above-described second modification will be described as an example with reference to FIGS. 6 and 7.

まず、図6(A)、図6(B)に示すように、バックショート3と半導体チップ4とを樹脂7で一体化する。
つまり、バックショート3となる底部22Aと枠状の側部22Bとを有し、底部22Aと枠状の側部22Bとによって規定された領域が誘電体23で埋められているバスタブ状金属部材22と、半導体チップ4とをモールド樹脂7で埋め込んで一体化する。これにより、樹脂組成物で成型された集積体(擬似ウェハ)が作製される。
First, as shown in FIGS. 6A and 6B, the back short 3 and the semiconductor chip 4 are integrated with a resin 7.
In other words, the bathtub-shaped metal member 22 has a bottom portion 22A and a frame-like side portion 22B to be the back short 3, and a region defined by the bottom portion 22A and the frame-like side portion 22B is filled with the dielectric 23. Then, the semiconductor chip 4 is embedded with the mold resin 7 and integrated. Thereby, an integrated body (pseudo wafer) molded with the resin composition is produced.

次に、図7(A)〜図7(C)に示すように、アンテナカプラ5と半導体チップ4とが電気的に接続されるように再配線線路8を設ける。ここでは、アンテナカプラ5となる部分8Xを含むように、再配線線路8をバックショート3(バスタブ状金属部材22の底部22A)の上方の領域まで延びるように設ける。
つまり、まず、図7(A)に示すように、上述のようにして作製した集積体上に、感光性樹脂を塗布して感光性樹脂層10を形成し、パターニングして、ビアホール27を形成する。
Next, as shown in FIGS. 7A to 7C, a redistribution line 8 is provided so that the antenna coupler 5 and the semiconductor chip 4 are electrically connected. Here, the redistribution line 8 is provided so as to extend to a region above the back short 3 (the bottom portion 22A of the bathtub-shaped metal member 22) so as to include the portion 8X serving as the antenna coupler 5.
That is, first, as shown in FIG. 7A, a photosensitive resin is applied on the integrated body manufactured as described above to form a photosensitive resin layer 10 and patterned to form a via hole 27. To do.

次に、図7(B)に示すように、例えばスパッタ又は無電解めっきによって、例えば銅又は銅合金からなるシード層28を形成し、レジスト29をパターニングする。なお、感光性樹脂層10とシード層28との密着性を高めるために、例えばTi、Cr、W又はこれらの合金などからなる密着層を形成しても良い。
次に、図7(C)に示すように、シード層28を用いて、例えば電気めっきによって、銅をめっきすることで、ビアホール27にビア11を形成するとともに、感光性樹脂層10上に、再配線線路8としての線路導体12(ここではアンテナカプラ5として機能する再配線線路部分8Xとしての線路導体部分12Xも含む)を形成する。なお、この工程で、他のビアや再配線グランド部や再配線信号線も形成される。そして、レジスト29(フォトレジスト)を剥離した後、例えばウェットエッチング又はドライエッチングなどによって、レジスト29の下に残存していたシード層28を除去する。
Next, as shown in FIG. 7B, a seed layer 28 made of, for example, copper or a copper alloy is formed by, for example, sputtering or electroless plating, and the resist 29 is patterned. In order to improve the adhesion between the photosensitive resin layer 10 and the seed layer 28, an adhesion layer made of, for example, Ti, Cr, W, or an alloy thereof may be formed.
Next, as shown in FIG. 7C, by using the seed layer 28, copper is plated by, for example, electroplating to form the via 11 in the via hole 27, and on the photosensitive resin layer 10. A line conductor 12 as the redistribution line 8 (here, the line conductor part 12X as the redistribution line part 8X functioning as the antenna coupler 5 is also included) is formed. In this step, other vias, rewiring ground portions, and rewiring signal lines are also formed. Then, after removing the resist 29 (photoresist), the seed layer 28 remaining under the resist 29 is removed by, for example, wet etching or dry etching.

このようにして、モールド樹脂7上に形成された感光性樹脂層10に設けられたビア11を介して半導体チップ4に電気的に接続された銅配線12(金属配線;線路導体)によって構成される再配線線路8が形成される。そして、この再配線線路8は、バックショート3の上方の領域まで延びており、アンテナカプラ5となる部分8Xを含むように形成される。   In this way, it is constituted by the copper wiring 12 (metal wiring; line conductor) electrically connected to the semiconductor chip 4 through the via 11 provided in the photosensitive resin layer 10 formed on the mold resin 7. A redistribution line 8 is formed. The redistribution line 8 extends to a region above the back short 3 and is formed so as to include a portion 8 </ b> X that becomes the antenna coupler 5.

したがって、本実施形態にかかる高周波モジュール及びその製造方法によれば、導波管1と半導体チップ4との間で高周波信号を伝送する際の高周波特性の劣化を抑制することができるという利点がある。
[第2実施形態]
まず、第2実施形態にかかる高周波モジュール及びその製造方法について、図8〜図12を参照しながら説明する。
Therefore, according to the high-frequency module and the method for manufacturing the same according to the present embodiment, there is an advantage that it is possible to suppress deterioration of high-frequency characteristics when a high-frequency signal is transmitted between the waveguide 1 and the semiconductor chip 4. .
[Second Embodiment]
First, the high-frequency module and the manufacturing method thereof according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.

本実施形態にかかる高周波モジュールは、上述の第1実施形態の第2変形例のものに対し、図8に示すように、バスタブ状金属部材22の底部22Aと枠状の側部22Bとによって規定された領域30が空間[図8では網掛けを付している]になっている点が異なる。つまり、本実施形態では、バスタブ状金属部材22の底部22Aと枠状の側部22Bとによって規定された領域30には、誘電体は埋め込まれておらず、空間になっており、上方の開口部が再配線線路8(アンテナカプラ5として機能する部分8Xを含む)を形成するための誘電体フィルム31で覆われて閉じられている。このように、バスタブ状金属部材22の開口部を誘電体フィルム31で覆って、中空構造が形成されている。つまり、バスタブ状金属部材22は中空構造を有する。このように、バスタブ状金属部材22の底部22Aと枠状の側部22Bとによって規定された領域30を空間とし、誘電率の低い空気が存在するようにすることで、高周波利得の低減を抑制し、低損失化を図ることが可能となる。なお、誘電体フィルム31を、絶縁フィルム、樹脂フィルム又は絶縁樹脂フィルムともいう。また、図8中、符号41は再配線グランド部を示しており、符号42は再配線信号線を示している。   The high-frequency module according to the present embodiment is defined by the bottom portion 22A of the bathtub-shaped metal member 22 and the frame-shaped side portion 22B, as shown in FIG. 8, in contrast to the second modification of the first embodiment described above. The difference is that the region 30 is a space [shaded in FIG. 8]. That is, in the present embodiment, the dielectric 30 is not embedded in the region 30 defined by the bottom portion 22A and the frame-like side portion 22B of the bathtub-shaped metal member 22, and the upper opening is opened. The portion is covered and closed with a dielectric film 31 for forming the redistribution line 8 (including the portion 8X functioning as the antenna coupler 5). Thus, the opening of the bathtub-shaped metal member 22 is covered with the dielectric film 31 to form a hollow structure. That is, the bathtub-shaped metal member 22 has a hollow structure. As described above, the region 30 defined by the bottom portion 22A and the frame-shaped side portion 22B of the bathtub-shaped metal member 22 is used as a space, and air having a low dielectric constant is present, thereby suppressing a reduction in high-frequency gain. Thus, it is possible to reduce the loss. The dielectric film 31 is also referred to as an insulating film, a resin film, or an insulating resin film. In FIG. 8, reference numeral 41 indicates a rewiring ground portion, and reference numeral 42 indicates a rewiring signal line.

このため、再配線線路8は、樹脂7上に設けられた誘電体フィルム31に形成されたビア32を介して半導体チップ4に電気的に接続された線路導体33(アンテナカプラ5として機能する部分33Xを含む)によって構成されている。
この場合も、上述の第1実施形態の第2変形例の場合と同様に、バックショート3は、底部22Aと枠状の側部22Bとを有するバスタブ状金属部材22の底部22Aであり、アンテナカプラ5は、再配線線路8の導波管1とバックショート3との間の領域まで延ばされた部分8Xであり、バスタブ状金属部材22と半導体チップ4とが樹脂7で一体化されている。この場合、バスタブ状金属部材22の底部22Aと枠状の側部22Bとによって規定された領域30の深さ及び誘電体フィルム31の厚さによって、アンテナカプラ5とバックショート3との間の距離は、伝送する高周波信号の波長λの1/4に精度良く設定される。
For this reason, the redistribution line 8 includes a line conductor 33 (a part functioning as the antenna coupler 5) electrically connected to the semiconductor chip 4 through a via 32 formed in the dielectric film 31 provided on the resin 7. 33X).
Also in this case, as in the case of the second modification of the first embodiment described above, the back short 3 is the bottom 22A of the bathtub-shaped metal member 22 having the bottom 22A and the frame-shaped side 22B. The coupler 5 is a portion 8X extending to a region between the waveguide 1 and the back short 3 of the redistribution line 8, and the bathtub-shaped metal member 22 and the semiconductor chip 4 are integrated with the resin 7. Yes. In this case, the distance between the antenna coupler 5 and the back short circuit 3 depends on the depth of the region 30 defined by the bottom portion 22A of the bathtub-shaped metal member 22 and the frame-shaped side portion 22B and the thickness of the dielectric film 31. Is accurately set to ¼ of the wavelength λ of the high-frequency signal to be transmitted.

上述のような構成を備える再配線線路8(アンテナカプラ5として機能する部分8Xを含む)は、例えば導体層33A(例えば銅箔などの金属層)を有する誘電体フィルム31を集積体の樹脂7上に設け、導体層33Aをパターニングして線路導体33(アンテナカプラ5として機能する部分33Xを含む)を形成し、誘電体フィルム31にビア32を形成することによって設ければ良い。   The redistribution line 8 (including the portion 8X functioning as the antenna coupler 5) having the above-described configuration includes, for example, a dielectric film 31 having a conductor layer 33A (for example, a metal layer such as a copper foil) and an integrated resin 7 The conductor layer 33 </ b> A may be provided on the dielectric film 31 by forming the line conductor 33 (including the portion 33 </ b> X functioning as the antenna coupler 5) by patterning the conductor layer 33 </ b> A and forming the via 32 in the dielectric film 31.

本実施形態では、金属層33Aが接着層34を介して接着されている誘電体フィルム31(図9参照)を集積体の樹脂7上に貼り付けた後に、金属層33Aをパターニングして線路導体33(アンテナカプラ5として機能する部分33Xを含む)を形成するとともに誘電体フィルム31にビア32を形成することによって、再配線線路8(アンテナカプラ5として機能する部分8Xを含む)を設けている。このように、接着層34を用いることで、誘電体フィルム31の表面が荒れてしまうのを防止することができるため、例えばミリ波、テラヘルツ波などの高周波帯域での損失を低く抑えることが可能となる。   In this embodiment, after the dielectric film 31 (see FIG. 9) to which the metal layer 33A is bonded via the adhesive layer 34 is attached onto the resin 7 of the integrated body, the metal layer 33A is patterned to form a line conductor. 33 (including the portion 33X that functions as the antenna coupler 5) is formed, and the via 32 is formed in the dielectric film 31, thereby providing the redistribution line 8 (including the portion 8X that functions as the antenna coupler 5). . As described above, by using the adhesive layer 34, it is possible to prevent the surface of the dielectric film 31 from being roughened, and thus it is possible to suppress loss in a high frequency band such as a millimeter wave or a terahertz wave. It becomes.

ここで、誘電体フィルム31は、低誘電率の誘電体(低誘電率材料)又は低損失な誘電体(低損失材料)からなるものとするのが好ましい。例えば、ベンゾシクロブテン(BCB)、液晶ポリマ、シクロオレフィンポリマ(COP)、ポリオレフィン、ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリスチレン及びポリテトラフルオロエチレン(PTFE)に代表されるフッ素系樹脂からなる群から選ばれるいずれか1種の材料からなるものとするのが好ましい。なお、このような低誘電率材料からなる誘電体フィルム31を、低誘電材料フィルムともいう。また、ミリ波、テラヘルツ波などの高周波帯域で用いることを想定すると、誘電体フィルム31の表面粗さは、10点平均粗さで約0.3ミクロン以下であることが好ましい。   Here, the dielectric film 31 is preferably made of a low dielectric constant dielectric (low dielectric constant material) or a low loss dielectric (low loss material). For example, any selected from the group consisting of fluorinated resins represented by benzocyclobutene (BCB), liquid crystal polymer, cycloolefin polymer (COP), polyolefin, polyphenylene ether (PPE), polystyrene, and polytetrafluoroethylene (PTFE) It is preferable to be made of one kind of material. The dielectric film 31 made of such a low dielectric constant material is also referred to as a low dielectric material film. Further, assuming that the dielectric film 31 is used in a high frequency band such as a millimeter wave or a terahertz wave, the surface roughness of the dielectric film 31 is preferably about 0.3 microns or less with a 10-point average roughness.

金属層33Aには、例えば銅又は銅合金を用いることができる。また、金属層33Aは、金属箔を用いれば良い。なお、金属層33Aを、例えばスパッタ、無電解めっき、電気めっきなどによって形成しても良い。
接着層34には、ニトロ基、カルボキシ基、シアノ基を含む化合物(例えばニトロ安息香酸、シアノ安息香酸など)などの材料を用いることができる。また、メルカプト基、アミノ基を含むシランカップリング剤、メルカプト基からなるトリアジンチオールなども用いることができる。
For the metal layer 33A, for example, copper or a copper alloy can be used. The metal layer 33A may be a metal foil. Note that the metal layer 33A may be formed by sputtering, electroless plating, electroplating, or the like.
For the adhesive layer 34, a material such as a compound containing a nitro group, a carboxy group, or a cyano group (for example, nitrobenzoic acid, cyanobenzoic acid, or the like) can be used. Further, a silane coupling agent containing a mercapto group or amino group, a triazine thiol composed of a mercapto group, or the like can also be used.

このように、金属層33Aが接着層34を介して接着されている低誘電材料フィルム31は、例えば、金属箔(例えば銅箔)の表面に接着層を形成した後、低誘電率材料(樹脂)をコーティングすることに形成することができる。例えば銅箔(例えば厚さ9μm)、接着層、低誘電率材料からなる膜(例えば厚さ10μm)を積層させて、低誘電材料フィルムを形成することができる。また、例えば、支持フィルム上に低誘電率材料をコーティングした後、接着層を形成し、スパッタや無電解めっきで金属層(例えば銅層)を形成することもできる。   As described above, the low dielectric material film 31 to which the metal layer 33A is bonded via the adhesive layer 34 is formed, for example, by forming an adhesive layer on the surface of a metal foil (for example, copper foil) and then a low dielectric constant material (resin ) Can be formed by coating. For example, a low dielectric material film can be formed by laminating a copper foil (for example, 9 μm thick), an adhesive layer, and a film made of a low dielectric constant material (for example, 10 μm thick). For example, after coating a low dielectric constant material on a support film, an adhesive layer is formed, and a metal layer (for example, a copper layer) can be formed by sputtering or electroless plating.

次に、本実施形態にかかる高周波モジュールの製造方法について説明する。
まず、バックショート3と、半導体チップ4と、アンテナカプラ5とを有するパッケージ部6を製造する(パッケージ部を製造する工程)。
つまり、まず、バックショート3と半導体チップ4とを樹脂7で一体化する。次に、アンテナカプラ5と半導体チップ4とが電気的に接続されるように再配線線路8を設ける。
Next, the manufacturing method of the high frequency module concerning this embodiment is demonstrated.
First, the package part 6 having the back short 3, the semiconductor chip 4, and the antenna coupler 5 is manufactured (process for manufacturing the package part).
That is, first, the back short 3 and the semiconductor chip 4 are integrated with the resin 7. Next, the rewiring line 8 is provided so that the antenna coupler 5 and the semiconductor chip 4 are electrically connected.

ここで、上述の実施形態の構成を備えるパッケージ部6を製造する場合には、樹脂7で一体化する工程において、バックショート3となる底部22Aと枠状の側部22Bとを有するバスタブ状金属部材22と半導体チップ4とを樹脂7で一体化し、再配線線路8を設ける工程において、アンテナカプラ5となる部分8Xを含むように、再配線線路8をバックショート3の上方の領域まで延びるように設ける。   Here, when manufacturing the package part 6 provided with the structure of the above-mentioned embodiment, the bathtub-like metal which has the bottom part 22A used as the back short 3 and the frame-shaped side part 22B in the process of integrating with the resin 7 In the step of integrating the member 22 and the semiconductor chip 4 with the resin 7 and providing the redistribution line 8, the redistribution line 8 is extended to a region above the back short 3 so as to include the portion 8X serving as the antenna coupler 5. Provided.

このようにしてパッケージ部6を製造する場合、再配線線路8を設ける工程を、樹脂7上に、導体層33Aを有する誘電体フィルム31を設ける工程と、誘電体フィルム31にビア32を形成する工程と、導体層33Aをパターニングして線路導体33を形成する工程とを含むものとする。例えば、導体層33Aを有する誘電体フィルム31を集積体の樹脂7上に取り付けた後に、再配線線路8をパターニングするものが、これに含まれる。なお、ビア32を形成する工程と線路導体33を形成する工程はどちらが先であっても良い。   Thus, when manufacturing the package part 6, the process of providing the rewiring line 8, the process of providing the dielectric film 31 which has the conductor layer 33A on the resin 7, and the via | veer 32 are formed in the dielectric film 31. It includes a step and a step of patterning the conductor layer 33A to form the line conductor 33. For example, this includes a method of patterning the redistribution line 8 after the dielectric film 31 having the conductor layer 33A is attached onto the resin 7 of the integrated body. Note that either the step of forming the via 32 or the step of forming the line conductor 33 may be first.

そして、上述のようにして製造されたパッケージ部6を、導波管1を有する金属筐体2に、バックショート3が導波管1の延長上に位置し、かつ、アンテナカプラ5が導波管1とバックショート3との間に位置するように取り付ける。
以下、金属層33Aが接着層34を介して接着されている誘電体フィルム31を集積体の樹脂7上に貼り付けた後に、金属層33Aをパターニングするとともに誘電体フィルム31にビア32を形成することによって、再配線線路8を設ける場合を例に挙げて、図10〜図12を参照しながら説明する。
Then, the package portion 6 manufactured as described above is placed in the metal housing 2 having the waveguide 1, the back short 3 is positioned on the extension of the waveguide 1, and the antenna coupler 5 is guided. It is attached so that it is located between the tube 1 and the back short 3.
Hereinafter, after the dielectric film 31 to which the metal layer 33A is bonded via the adhesive layer 34 is attached to the resin 7 of the integrated body, the metal layer 33A is patterned and the via 32 is formed in the dielectric film 31. Thus, the case where the redistribution line 8 is provided will be described as an example with reference to FIGS.

まず、図10(A)〜図10(C)に示すように、バックショート3と半導体チップ4とを樹脂7で一体化する。
つまり、まず、図10(A)に示すように、支持体35上に設けられた粘着フィルム36の粘着面上に、バックショート3となる底部22Aと枠状の側部22Bとを有し、底部22Aと枠状の側部22Bとによって規定された領域30が空間になっているバスタブ状金属部材22、及び、半導体チップ4を配置する。つまり、バスタブ状金属部材22の開口部及び半導体チップ4の回路面を下にしたフェイスダウンで、支持体35上に設けられた粘着フィルム36上の所望の位置に、バスタブ状金属部材22及び半導体チップ4を仮固定する。これは、バスタブ状金属部材22と半導体チップ4とをモールド樹脂7で埋め込む際に、バスタブ状金属部材22の底部22Aと枠状の側部22Bとによって規定された領域30(空間)がモールド樹脂7で埋め込まれないようにするためである。
First, as shown in FIGS. 10A to 10C, the back short 3 and the semiconductor chip 4 are integrated with a resin 7.
That is, first, as shown in FIG. 10 (A), on the adhesive surface of the adhesive film 36 provided on the support 35, there is a bottom 22A that becomes the back short 3 and a frame-like side 22B. The bathtub-shaped metal member 22 in which the region 30 defined by the bottom portion 22A and the frame-shaped side portion 22B is a space, and the semiconductor chip 4 are disposed. In other words, the bathtub-shaped metal member 22 and the semiconductor are placed at desired positions on the adhesive film 36 provided on the support 35 with the opening of the bathtub-shaped metal member 22 and the circuit surface of the semiconductor chip 4 facing down. The chip 4 is temporarily fixed. This is because when the bathtub-shaped metal member 22 and the semiconductor chip 4 are embedded with the mold resin 7, the region 30 (space) defined by the bottom portion 22A and the frame-shaped side portion 22B of the bathtub-shaped metal member 22 is molded resin. This is to prevent embedding at 7.

ここで、支持体35としては、例えば、Si基板(Siウェハ)、ガラス基板、アルミ板、ステンレス板及び銅板などの金属板、ポリイミドフィルムやプリント基板などを用いることができる。なお、支持体35を支持基板ともいう。
また、粘着フィルム36としては、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などの耐熱性の高い基材上に粘着剤が設けられているものを用いることができる。なお、粘着フィルム36は支持体35に取り付けられていれば良く、例えば、粘着フィルム36の基材の裏面側に設けられた粘着剤によって支持体35に取り付けるようにしても良い。また、粘着フィルム36は1層構造でも良いし、2層以上の多層構造でも良い。また、粘着フィルム36を用いずに、粘着剤を支持体35に直接設けたものを用いることもできる。また、粘着剤の材料としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂などを用いることができる。
Here, as the support 35, for example, a metal substrate such as a Si substrate (Si wafer), a glass substrate, an aluminum plate, a stainless steel plate, and a copper plate, a polyimide film, a printed substrate, or the like can be used. The support 35 is also referred to as a support substrate.
Moreover, as the adhesive film 36, the thing provided with the adhesive on the heat resistant base materials, such as a polyimide resin, a silicone resin, and a fluororesin, can be used. In addition, the adhesive film 36 should just be attached to the support body 35, for example, you may make it attach to the support body 35 with the adhesive provided in the back surface side of the base material of the adhesive film 36. FIG. The adhesive film 36 may have a single layer structure or a multilayer structure of two or more layers. Moreover, what provided the adhesive directly to the support body 35 without using the adhesive film 36 can also be used. Moreover, as a material of an adhesive, an epoxy resin, an acrylic resin, a polyimide resin, a silicone resin, a urethane resin etc. can be used, for example.

また、粘着フィルム36には、その特性としてモールド時の加熱によって粘着性が低下しないこと、モールド成型によってモールド成形体(集積体;擬似ウェハ)を形成した後に、粘着性を低下させずにモールド成形体を容易に剥離できることが求められる。このため、横方向には半導体チップ4やバスタブ状金属部材22のずれを防止するだけの強度を有し、縦方向にはピールを容易とするために、例えば表面にクレータのような空洞の開いた突起状の形状が形成されていることが好ましい。   In addition, the adhesive film 36 is characterized in that the adhesiveness does not decrease by heating at the time of molding, and after forming a molded body (integrated body; pseudo wafer) by molding, the molding is performed without reducing the adhesiveness. It is required that the body can be easily peeled off. For this reason, in order to prevent peeling of the semiconductor chip 4 and the bathtub-shaped metal member 22 in the horizontal direction and to facilitate peeling in the vertical direction, for example, a cavity such as a crater is opened on the surface. It is preferable that a protruding shape is formed.

また、粘着フィルム36上にバスタブ状金属部材22や半導体チップ4を配置する方法としては、例えばフリップチップボンダやマウンターなどを用いることができる。
次に、図10(B)に示すように、バスタブ状金属部材22と半導体チップ4とをモールド樹脂7で埋め込んで一体化する。
ここで、モールド樹脂7としては、エポキシ系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂などを用いることができる。また、モールド樹脂は、必要に応じて、無機系のフィラーとして、例えばアルミナ、シリカ、窒化アルミ、水酸化アルミなどを含有させたものでも良い。
Moreover, as a method of arrange | positioning the bathtub-shaped metal member 22 and the semiconductor chip 4 on the adhesive film 36, a flip chip bonder, a mounter, etc. can be used, for example.
Next, as shown in FIG. 10B, the bathtub-shaped metal member 22 and the semiconductor chip 4 are embedded and integrated with a mold resin 7.
Here, as the mold resin 7, an epoxy resin, a cycloolefin resin, an acrylic resin, a polyimide resin, or the like can be used. Further, the mold resin may contain, for example, alumina, silica, aluminum nitride, aluminum hydroxide, or the like as an inorganic filler as required.

次に、図10(C)に示すように、支持体35及び粘着フィルム36を剥離する。
このようにして、樹脂組成物で成型された集積体(擬似ウェハ)が作製される。
ここで、バスタブ状金属部材22と半導体チップ4とを一体化した集積体、即ち、これらを一体化して再構築した電子部品の形状は、ウェハのように丸い形状でも良いし、四角い形状でも良い。例えば、ウェハのように丸い形状であれば、再配線線路8を形成する際に半導体製造設備を用いることが可能であり、四角い形状であれば、再配線線路8を形成する際にプリント配線板製造設備を用いることが可能である。
Next, as shown in FIG. 10C, the support 35 and the adhesive film 36 are peeled off.
In this way, an integrated body (pseudo wafer) molded with the resin composition is produced.
Here, the integrated body in which the bathtub-shaped metal member 22 and the semiconductor chip 4 are integrated, that is, the shape of the electronic component that has been integrated and reconstructed may be round like a wafer or square. . For example, if it is a round shape like a wafer, it is possible to use a semiconductor manufacturing facility when forming the redistribution line 8, and if it is a square shape, a printed wiring board is used when forming the redistribution line 8. Manufacturing equipment can be used.

次に、図11、図12に示すように、アンテナカプラ5と半導体チップ4とが電気的に接続されるように再配線線路8を設ける。ここでは、アンテナカプラ5となる部分8Xを含むように、再配線線路8をバックショート3の上方の領域まで延びるように設ける。
つまり、まず、図11(A)に示すように、上述のようにして作製した集積体を、金属層33A(例えば銅箔)が接着層34を介して接着されている誘電体フィルム31(例えば液晶ポリマ)にラミネートする。つまり、上述のようにして作製した集積体に、金属層33Aが接着層34を介して接着されている誘電体フィルム31を、例えば加熱・加圧しながら貼り付ける。
Next, as shown in FIGS. 11 and 12, a redistribution line 8 is provided so that the antenna coupler 5 and the semiconductor chip 4 are electrically connected. Here, the redistribution line 8 is provided so as to extend to a region above the back short 3 so as to include a portion 8X that becomes the antenna coupler 5.
That is, first, as shown in FIG. 11A, a dielectric film 31 (for example, a metal film 33A (for example, a copper foil) is bonded to an integrated body manufactured as described above via an adhesive layer 34 is used. Laminate to liquid crystal polymer). That is, the dielectric film 31 to which the metal layer 33A is bonded via the adhesive layer 34 is attached to the integrated body manufactured as described above, for example, while heating and pressing.

次に、図11(B)に示すように、例えばドライフィルムレジスト37(又は液状のレジスト)を用いてパターニングする。
例えば、アクリル系材料からなるドライフィルムレジスト37をラミネートによって形成し、コンタクトアライナーやg線又はi線ステッパで露光し、例えば炭酸ナトリウムによって現像する。これにより、アンテナカプラ部、半導体チップ4の配線部、バックショート3の上方のグランド部などをパターニングする。
Next, as shown in FIG. 11B, patterning is performed using, for example, a dry film resist 37 (or a liquid resist).
For example, a dry film resist 37 made of an acrylic material is formed by lamination, exposed with a contact aligner, g-line or i-line stepper, and developed with, for example, sodium carbonate. Thereby, the antenna coupler part, the wiring part of the semiconductor chip 4, the ground part above the back short 3, etc. are patterned.

また、液状レジストを用いる場合には、例えば、感光性フェノール系樹脂を、例えば2μmの厚さとなるようにスピンコートによって塗布し、コンタクトアライナーやg線又はi線ステッパなどで露光し、例えば水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)によって現像する。これにより、アンテナカプラ部、半導体チップ4の配線部、バックショート3の上方のグランド部などをパターニングする。   When a liquid resist is used, for example, a photosensitive phenol resin is applied by spin coating so as to have a thickness of 2 μm, for example, and is exposed with a contact aligner, g-line or i-line stepper, for example, hydroxylated. Develop with tetramethylammonium (TMAH). Thereby, the antenna coupler part, the wiring part of the semiconductor chip 4, the ground part above the back short 3, etc. are patterned.

次に、金属層33Aをエッチングする。例えば、レジストパターンをマスクとして、誘電体フィルム31に接着されている銅箔33Aを、例えば硫酸及び過酸化水素の混合液や硫酸カリウムなどをエッチング液としてウェットエッチングし、バスタブ状金属部材22や半導体チップ3の端子の上方にある銅箔33Aを除去する。
次に、図11(C)に示すように、例えばレーザ等を用いて誘電体フィルム31にビアホール38を形成する。このビアホール38の形成には、例えば二酸化炭素レーザやUV−YAGレーザなどを用いることができる。
Next, the metal layer 33A is etched. For example, using the resist pattern as a mask, the copper foil 33A bonded to the dielectric film 31 is wet-etched using, for example, a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide or potassium sulfate as an etching solution, so that the bathtub-shaped metal member 22 or semiconductor The copper foil 33A above the terminals of the chip 3 is removed.
Next, as shown in FIG. 11C, via holes 38 are formed in the dielectric film 31 using, for example, a laser. For example, a carbon dioxide laser or a UV-YAG laser can be used to form the via hole 38.

次に、図12(A)に示すように、ドライフィルムレジスト37を剥離した後、例えばスパッタ又は無電解めっきによって、例えば銅又は銅合金からなるシード層39を形成し、レジスト40をパターニングする。
ここで、スパッタによってシード層39を形成する場合に、その下地との密着性を向上させために、密着層として例えばチタン(Ti)層を設けても良い。この場合、例えば、スパッタリングによってTi層を厚さ約100nm成膜し、さらにTi層上にスパッタリングによってCu(銅)層を厚さ約100nm成膜すれば良い。
Next, as shown in FIG. 12A, after the dry film resist 37 is peeled off, a seed layer 39 made of, for example, copper or a copper alloy is formed by, for example, sputtering or electroless plating, and the resist 40 is patterned.
Here, when the seed layer 39 is formed by sputtering, for example, a titanium (Ti) layer may be provided as the adhesion layer in order to improve the adhesion with the base. In this case, for example, a Ti layer may be formed to a thickness of about 100 nm by sputtering, and a Cu (copper) layer may be formed to a thickness of about 100 nm on the Ti layer by sputtering.

また、レジスト40のパターニングは、例えば、液状レジストを用いる場合、レジスト塗布後、コンタクトアライナーやg線又はi線ステッパなどで露光し、アルカリ現像液で現像して、バスタブ状金属部材22や半導体チップ4の端子の上方にあるレジスト40を除去することによって行なえば良い。
次に、図12(B)に示すように、シード層39を用いて、例えば電気めっきによって、銅をめっきすることでビアホール38にビア32を形成し、レジスト40(フォトレジスト)を剥離した後、例えばウェットエッチング又はドライエッチングなどによって、レジスト40の下に残存していたシード層39を除去する。
For example, when a liquid resist is used for the patterning of the resist 40, after applying the resist, the resist 40 is exposed with a contact aligner, g-line or i-line stepper, and developed with an alkaline developer, so that the bathtub-shaped metal member 22 or semiconductor chip is formed. This may be done by removing the resist 40 above the terminal No. 4.
Next, as shown in FIG. 12B, after forming the via 32 in the via hole 38 by plating the copper by, for example, electroplating using the seed layer 39 and stripping the resist 40 (photoresist). For example, the seed layer 39 remaining under the resist 40 is removed by wet etching or dry etching.

例えば、シード層を給電層とする電解めっきによって、導電材料として例えばCuを堆積させて、レジストパターンの各開口内にビアを形成する。このビアのめっき高さは、例えば10μmとする。各ビアによって、銅箔で形成されたパターンとバスタブ状金属部材22及び半導体チップ4の各端子が電気的に接続される。なお、ビアのめっき高さは、設計に応じて適宜選択することができる。   For example, Cu is deposited as a conductive material by electroplating using the seed layer as a power feeding layer, and a via is formed in each opening of the resist pattern. The via plating height is, for example, 10 μm. Each via electrically connects the pattern formed of copper foil to each terminal of the bathtub-shaped metal member 22 and the semiconductor chip 4. The via plating height can be appropriately selected according to the design.

また、例えば、レジストパターンは、液状レジストを用いる場合は、アセトン等の溶剤を用いて除去すれば良い。ドライフィルムレジストを用いる場合は、水酸化ナトリウムや有機アミン系水溶液を用いて除去すれば良い。
また、シード層をCu層とした場合は、例えば硫酸及び過酸化水素の混合液や硫酸カリウムなどをエッチング液とするウェットエッチングで除去すれば良い。また、シード層の下に密着層としてTi層を設けた場合には、これを、例えばフッ化アンモニウム水溶液をエッチング液とするウェットエッチング、又は、例えばCFとOとの混合ガスを用いたドライエッチングで除去すれば良い。
For example, the resist pattern may be removed using a solvent such as acetone when a liquid resist is used. In the case of using a dry film resist, it may be removed using sodium hydroxide or an organic amine aqueous solution.
When the seed layer is a Cu layer, the seed layer may be removed by wet etching using, for example, a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide or potassium sulfate as an etching solution. Further, when a Ti layer is provided as an adhesion layer under the seed layer, for example, wet etching using an ammonium fluoride aqueous solution as an etching solution, or a mixed gas of CF 4 and O 2 , for example, is used. It may be removed by dry etching.

このようにして、モールド樹脂7上に設けられた誘電体フィルム31に形成されたビア32を介して半導体チップ4に電気的に接続された銅配線33(金属配線;線路導体)によって構成される再配線線路8が設けられる。そして、この再配線線路8は、バックショート3の上方の領域まで延びており、アンテナカプラ5となる部分8Xを含むように形成される。   In this way, it is constituted by the copper wiring 33 (metal wiring; line conductor) electrically connected to the semiconductor chip 4 through the via 32 formed in the dielectric film 31 provided on the mold resin 7. A redistribution line 8 is provided. The redistribution line 8 extends to a region above the back short 3 and is formed so as to include a portion 8 </ b> X that becomes the antenna coupler 5.

具体的には、支持体35としてのSUSキャリア上に、膜厚約50μmのシリコーン樹脂を主成分とする粘着層を形成する。なお、粘着層は、その表面にナノインプリント法で直径約2μm、高さ約0.3μmのクレータのような空洞の開いた突起状の形状を有するものとするのが好ましい。次に、この粘着層上に、表面に粘着剤としてシリコーン系粘着剤が設けられている、膜厚約50μmのポリイミドフィルム(粘着フィルム)36を、シリコーン系粘着剤側が粘着層の反対側になるように配置する。次に、粘着剤としてのシリコーン系粘着剤上に、フリップチップボンダを用いて、銅製のバスタブ状部材22及び半導体チップ4を、銅製のバスタブ状部材22の開口部及び半導体チップ4の回路面がシリコーン系粘着剤側になるように配置する。そして、金型を用いて、銅製のバスタブ状部材22及び半導体チップ4をモールド樹脂7で埋め込んで一体化する。その後、粘着フィルム36を剥離し、例えば約150℃、約1時間でモールド樹脂7を完全硬化させる。このようにして、銅製のバスタブ状部材22と半導体チップ4をモールド樹脂7で一体化した集積体(擬似ウェハ)を作製する。   Specifically, an adhesive layer mainly composed of a silicone resin having a film thickness of about 50 μm is formed on the SUS carrier as the support 35. In addition, it is preferable that the adhesive layer has a protrusion-like shape having an open cavity such as a crater having a diameter of about 2 μm and a height of about 0.3 μm by a nanoimprint method on the surface thereof. Next, on this adhesive layer, a polyimide film (adhesive film) 36 having a film thickness of about 50 μm having a silicone adhesive as an adhesive on the surface, the silicone adhesive side is the opposite side of the adhesive layer. Arrange as follows. Next, the copper bathtub-like member 22 and the semiconductor chip 4 are placed on the silicone-based adhesive as the adhesive using a flip chip bonder, and the opening of the copper bathtub-like member 22 and the circuit surface of the semiconductor chip 4 are arranged. Arrange it to be on the silicone adhesive side. Then, using a mold, the copper bathtub-like member 22 and the semiconductor chip 4 are embedded with the mold resin 7 and integrated. Thereafter, the adhesive film 36 is peeled off, and the mold resin 7 is completely cured at about 150 ° C. for about 1 hour, for example. In this way, an integrated body (pseudo wafer) in which the copper bathtub-like member 22 and the semiconductor chip 4 are integrated with the mold resin 7 is produced.

続いて、厚さ約18μmの銅箔33A上に、接着層34としてトリアジンチオールを形成し、さらに、低誘電率材料としてベンゾシクロブテンを成膜した銅箔付き誘電体フィルム31(樹脂シート)のベンゾシクロブテン側に集積体をラミネートする。次に、ドライフィルムレジスト37を用いて露光及び現像を行なうことで、約20μmの配線パターン及び約30μmのビアホールパターンを形成する。次に、銅箔33Aを、硫酸及び過酸化水素の混合液を用いてエッチングする。続いて、UV−YAGレーザを用いて約20μmのビアホール38を形成する。次いで、ドライフィルムレジスト37を剥離した後、スパッタで、チタンと銅をそれぞれ0.1μm、0.3μmの厚さで成膜して、シード層39を形成する。その後、ビア部及び配線部を開口したフォトレジストパターンを形成し、先に形成したシード層39を用いて、電気めっきによって、銅をめっきする。そして、フォトレジスト40を剥離した後、フォトレジスト40の下に残存していたシード層39をウェットエッチングとドライエッチングで除去する。このようにして、再配線線路8を形成する。   Subsequently, triazine thiol is formed as the adhesive layer 34 on the copper foil 33A having a thickness of about 18 μm, and the dielectric film 31 (resin sheet) with copper foil in which benzocyclobutene is formed as the low dielectric constant material. Laminate is laminated on the benzocyclobutene side. Next, exposure and development are performed using the dry film resist 37 to form a wiring pattern of about 20 μm and a via hole pattern of about 30 μm. Next, the copper foil 33A is etched using a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide. Subsequently, a via hole 38 of about 20 μm is formed using a UV-YAG laser. Next, after the dry film resist 37 is peeled off, a seed layer 39 is formed by sputtering to form titanium and copper with a thickness of 0.1 μm and 0.3 μm, respectively. Thereafter, a photoresist pattern having an opening in the via portion and the wiring portion is formed, and copper is plated by electroplating using the seed layer 39 previously formed. Then, after removing the photoresist 40, the seed layer 39 remaining under the photoresist 40 is removed by wet etching and dry etching. In this way, the redistribution line 8 is formed.

なお、その他の詳細は、上述の第1実施形態及び変形例のものと同様であるため、ここでは説明を省略する。
したがって、本実施形態にかかる高周波モジュール及びその製造方法によれば、上述の第1実施形態及び変形例の場合と同様に、導波管1と半導体チップ4との間で高周波信号を伝送する際の高周波特性の劣化を抑制することができるという利点がある。
Since other details are the same as those of the first embodiment and the modification described above, description thereof is omitted here.
Therefore, according to the high-frequency module and the manufacturing method thereof according to the present embodiment, when transmitting a high-frequency signal between the waveguide 1 and the semiconductor chip 4 as in the case of the first embodiment and the modification described above. There is an advantage that it is possible to suppress the deterioration of the high frequency characteristics.

なお、上述の実施形態では、導体層33A(例えば銅箔などの金属層)を有する誘電体フィルム31を集積体の樹脂7上に設け、導体層33Aをパターニングして線路導体33(ここではアンテナカプラ5として機能する部分33Xも含む)を形成し、誘電体フィルム31にビア32を形成することによって、再配線線路8(ここではアンテナカプラ5として機能する部分8Xも含む)を設けているが、これに限られるものではない。   In the above-described embodiment, the dielectric film 31 having the conductor layer 33A (for example, a metal layer such as copper foil) is provided on the resin 7 of the integrated body, and the conductor layer 33A is patterned to form the line conductor 33 (here, the antenna). The redistribution line 8 (including the portion 8X functioning as the antenna coupler 5 here) is provided by forming the via 32 in the dielectric film 31 and forming the via 33 in the dielectric film 31. However, it is not limited to this.

例えば、ビア及びビアに接続される線路導体を有する誘電体フィルムを、集積体の樹脂上に設けることによって、再配線線路を設けるようにしても良い。例えば、再配線線路としての線路導体及びビアがパターニングされている誘電体フィルムを、集積体の樹脂上に取り付けるものが、これに含まれる。つまり、集積体の樹脂上に、再配線線路としての線路導体及びビアがパターニングされている誘電体フィルムを、接着剤で接着したものが含まれる。この場合、誘電体フィルムにパターニングされているビア及びその近傍領域を接着するのに導電性接着剤を用い、それ以外の領域を接着するのに低誘電・低損失接着剤を用いるのが好ましい。但し、コスト及び実装精度を考慮すると、上述の実施形態のようにして再配線線路を設けるのが好ましい。この場合、再配線線路を設ける工程において、ビア及びビアに接続される線路導体を有する誘電体フィルムを、樹脂上に設けることになる。
[第3実施形態]
まず、第3実施形態にかかる高周波モジュール及びその製造方法について、図13〜図16を参照しながら説明する。
For example, the redistribution line may be provided by providing a dielectric film having vias and line conductors connected to the vias on the resin of the integrated body. For example, this includes a case where a dielectric film in which a line conductor as a redistribution line and a via are patterned is attached on a resin of an integrated body. That is, a dielectric film in which a line conductor as a redistribution line and a via are patterned on a resin of an integrated body is bonded with an adhesive. In this case, it is preferable to use a conductive adhesive to bond the vias patterned in the dielectric film and the vicinity thereof, and use a low dielectric and low loss adhesive to bond the other regions. However, in consideration of cost and mounting accuracy, it is preferable to provide a redistribution line as in the above-described embodiment. In this case, in the step of providing the redistribution line, a dielectric film having a via and a line conductor connected to the via is provided on the resin.
[Third Embodiment]
First, the high-frequency module and the manufacturing method thereof according to the third embodiment will be described with reference to FIGS.

本実施形態にかかる高周波モジュールは、上述の第2実施形態のものに対し、図13(A)、図13(B)に示すように、バスタブ状金属部材22の底部22Aと枠状の側部22Bとによって規定された領域30が空間になっており、その領域30にアンテナカプラ5を支持する誘電体支持部材43が設けられている点が異なる。なお、図13(A)、図13(B)中、符号41は再配線グランド部を示しており、符号42は再配線信号線を示している。   The high-frequency module according to the present embodiment is different from that of the second embodiment described above, as shown in FIGS. 13A and 13B, the bottom portion 22A of the bathtub-shaped metal member 22 and the frame-shaped side portion. The area 30 defined by 22B is a space, and the area 30 is provided with a dielectric support member 43 that supports the antenna coupler 5. In FIGS. 13A and 13B, reference numeral 41 denotes a rewiring ground portion, and reference numeral 42 denotes a rewiring signal line.

このように、誘電体支持部材43を設けて、アンテナカプラ5を支持することで、バスタブ状金属部材22の底部22Aであるバックショート3と、再配線線路8の導波管1とバックショート3との間の領域まで延ばされた部分8Xであるアンテナカプラ5との間の距離を保つことが可能となる。この場合、バスタブ状金属部材22の底部22Aと枠状の側部22Bとによって規定された領域30の深さ、誘電体支持部材43の高さ及び誘電体フィルム31の厚さによって、アンテナカプラ5とバックショート3との間の距離は、伝送する高周波信号の波長λの1/4に精度良く設定され、これを保つことができる。特に、アンテナカプラ5の先端位置の垂直方向位置が重力によって変動しないようにすることができる。これにより、バスタブ状金属部材22の底部22Aと枠状の側部22Bとによって規定された領域30を空間にした場合に、利得や高周波特性が劣化してしまうのを抑制することが可能となる。   Thus, by providing the dielectric support member 43 and supporting the antenna coupler 5, the back short 3 which is the bottom 22A of the bathtub-shaped metal member 22, the waveguide 1 of the redistribution line 8, and the back short 3 are provided. It is possible to maintain the distance from the antenna coupler 5 which is the portion 8X extended to the area between the two. In this case, the antenna coupler 5 depends on the depth of the region 30 defined by the bottom 22A and the frame-shaped side 22B of the bathtub-shaped metal member 22, the height of the dielectric support member 43, and the thickness of the dielectric film 31. And the back short 3 is accurately set to ¼ of the wavelength λ of the high-frequency signal to be transmitted and can be maintained. In particular, the vertical position of the tip position of the antenna coupler 5 can be prevented from changing due to gravity. As a result, when the region 30 defined by the bottom portion 22A and the frame-shaped side portion 22B of the bathtub-shaped metal member 22 is made a space, it is possible to suppress deterioration of gain and high-frequency characteristics. .

この場合、バスタブ状金属部材22の底部22Aと枠状の側部22Bとによって規定された領域30の上方、即ち、空間の上方は、誘電体フィルム31に設けられた再配線線路8(ここでは線路導体33)によって構成されるアンテナカプラ5の部分8X(ここでは線路導体33の部分33X)以外の部分の誘電体フィルム31を取り除いて、開口状態としても良い。つまり、バスタブ状金属部材22の底部22Aと枠状の側部22Bとによって規定された領域30の上方、即ち、空間の上方に、誘電体フィルム31に設けられた再配線線路8によって構成されるアンテナカプラ5のみが突出した状態としても良い。このように、誘電体フィルム31を取り除くことで、高周波利得の低減をより抑制することが可能となり、より低損失化を図ることが可能となる。つまり、バスタブ状金属部材22の底部22Aと枠状の側部22Bとによって規定された領域30、即ち、アンテナカプラ5とバックショート3が存在する領域に、必要最小限の誘電体を設け、そのほとんどを誘電率の低い空気とすることで、高周波利得の低減をより抑制することが可能となり、より低損失化を図ることが可能となる。   In this case, the upper part of the region 30 defined by the bottom part 22A of the bathtub-shaped metal member 22 and the frame-like side part 22B, that is, the upper part of the space is the redistribution line 8 (here, the dielectric film 31). The dielectric film 31 in a portion other than the portion 8X (here, the portion 33X of the line conductor 33) of the antenna coupler 5 constituted by the line conductor 33) may be removed to form an open state. That is, it is constituted by the redistribution line 8 provided on the dielectric film 31 above the region 30 defined by the bottom portion 22A and the frame-like side portion 22B of the bathtub-shaped metal member 22, that is, above the space. Only the antenna coupler 5 may protrude. As described above, by removing the dielectric film 31, it is possible to further suppress the reduction of the high frequency gain and to further reduce the loss. That is, the minimum necessary dielectric is provided in the region 30 defined by the bottom portion 22A and the frame-shaped side portion 22B of the bathtub-shaped metal member 22, that is, the region where the antenna coupler 5 and the back short 3 exist. By making most of the air with a low dielectric constant, it is possible to further suppress the reduction of the high-frequency gain and to further reduce the loss.

ここで、誘電体支持部材43に使用可能な材料としては、高周波領域で誘電正接ができるだけ小さいものが損失低減の観点から好ましい。好ましい誘電正接(tanδ)の値は約0.002以下(1GHz)であり、より好ましくは約0.001以下である。これ以上でも必要とされる高周波特性に影響が少なければ使用可能であるが、約100〜約300GHzの高周波領域では約1GHzよりも誘電正接の上昇が大きいため、この範囲が好ましい。   Here, as a material that can be used for the dielectric support member 43, a material having a dielectric loss tangent as small as possible in the high frequency region is preferable from the viewpoint of reducing loss. A preferred dielectric loss tangent (tan δ) value is about 0.002 or less (1 GHz), more preferably about 0.001 or less. Even higher than this can be used as long as the required high frequency characteristics are not affected, but in the high frequency region of about 100 to about 300 GHz, the increase of the dielectric loss tangent is larger than that of about 1 GHz, so this range is preferable.

特に、誘電体支持部材43は、低誘電率の誘電体(低誘電率材料)又は低損失な誘電体(低損失材料)からなるものとするのが好ましい。例えば、ベンゾシクロブテン(BCB)、液晶ポリマ(LCP)、シクロオレフィンポリマ(COP)、ポリオレフィン、ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリスチレン及びポリテトラフルオロエチレン(PTFE)に代表されるフッ素系樹脂からなる群から選ばれるいずれか1種の材料からなるものとするのが好ましい。なお、このような低誘電率材料からなる誘電体支持部材43を、低誘電材料支持部材ともいう。   In particular, the dielectric support member 43 is preferably made of a low dielectric constant dielectric (low dielectric constant material) or a low loss dielectric (low loss material). For example, from the group consisting of fluororesins represented by benzocyclobutene (BCB), liquid crystal polymer (LCP), cycloolefin polymer (COP), polyolefin, polyphenylene ether (PPE), polystyrene and polytetrafluoroethylene (PTFE) It is preferable that it is made of any one selected material. The dielectric support member 43 made of such a low dielectric constant material is also referred to as a low dielectric material support member.

また、誘電体支持部材43は、その形状に特に制限はないが、板状、枠状又は柱状であることが好ましい。具体的には、図14(A)〜図14(L)に示すような形状・配置とすれば良い。なお、図14(A)〜図14(L)では、わかりやすくするために、バスタブ状金属部材22の手前の壁を省略して示している。
なお、誘電体支持部材43の厚さは、アンテナカプラ5を支えることができる限り、特に制限はないが、例えばチップマウンタやチップボンダーによってバスタブ状金属部材22の空間となっている領域30に挿入する場合には、ノズルによる吸着に耐えうる程度の厚さを有することが好ましい。例えば、その材質にもよるが概ね数十μm程度の厚さを有することが好ましい。なお、誘電体支持部材43の厚さが必要以上に厚いと、バスタブ状金属部材33の空間(中空部分)における空気の割合が減ってしまい、高周波利得の低減を抑制するという点で好ましくないため、誘電体支持部材43の厚さは必要最小限になるように決定するのが好ましい。
The shape of the dielectric support member 43 is not particularly limited, but is preferably a plate shape, a frame shape, or a column shape. Specifically, the shape and arrangement as shown in FIGS. 14A to 14L may be adopted. In FIGS. 14A to 14L, the wall in front of the bathtub-shaped metal member 22 is omitted for easy understanding.
The thickness of the dielectric support member 43 is not particularly limited as long as the antenna coupler 5 can be supported. For example, the dielectric support member 43 is inserted into the region 30 serving as the space of the bathtub-shaped metal member 22 by a chip mounter or a chip bonder. In this case, it is preferable to have a thickness that can withstand adsorption by the nozzle. For example, although it depends on the material, it preferably has a thickness of about several tens of μm. If the thickness of the dielectric support member 43 is larger than necessary, the ratio of air in the space (hollow portion) of the bathtub-shaped metal member 33 is decreased, which is not preferable in terms of suppressing a reduction in high-frequency gain. The thickness of the dielectric support member 43 is preferably determined to be a necessary minimum.

次に、本実施形態にかかる高周波モジュールの製造方法について説明する。
まず、バックショート3と、半導体チップ4と、アンテナカプラ5とを有するパッケージ部6を製造する(パッケージ部を製造する工程)。
つまり、まず、バックショート3と半導体チップ4とを樹脂7で一体化する。次に、アンテナカプラ5と半導体チップ4とが電気的に接続されるように再配線線路8を設ける。
Next, the manufacturing method of the high frequency module concerning this embodiment is demonstrated.
First, the package part 6 having the back short 3, the semiconductor chip 4, and the antenna coupler 5 is manufactured (process for manufacturing the package part).
That is, first, the back short 3 and the semiconductor chip 4 are integrated with the resin 7. Next, the rewiring line 8 is provided so that the antenna coupler 5 and the semiconductor chip 4 are electrically connected.

ここで、上述の実施形態の構成を備えるパッケージ部6を製造する場合には、まず、バスタブ状金属部材22の底部22Aと枠状の側部22Bとによって規定された領域30、即ち、空間に、アンテナカプラ5を支持するための誘電体支持部材43を設ける。その後、樹脂7で一体化する工程において、バックショート3となる底部22Aと枠状の側部22Bとを有するバスタブ状金属部材22と半導体チップ4とを樹脂7で一体化し、再配線線路8を設ける工程において、アンテナカプラ5となる部分8Xを含むように、再配線線路8をバックショート3の上方の領域まで延びるように設ける。   Here, when manufacturing the package part 6 having the configuration of the above-described embodiment, first, in the region 30 defined by the bottom part 22A and the frame-like side part 22B of the bathtub-shaped metal member 22, that is, in the space. A dielectric support member 43 for supporting the antenna coupler 5 is provided. Thereafter, in the step of integrating with the resin 7, the bathtub-shaped metal member 22 having the bottom portion 22 </ b> A and the frame-shaped side portion 22 </ b> B that become the back short 3 and the semiconductor chip 4 are integrated with the resin 7, and the rewiring line 8 is In the providing step, the redistribution line 8 is provided so as to extend to the region above the back short 3 so as to include the portion 8X that becomes the antenna coupler 5.

このようにしてパッケージ部6を製造する場合、再配線線路8を設ける工程を、樹脂7上に、導体層33Aを有する誘電体フィルム31を設ける工程と、誘電体フィルム31にビア32を形成する工程と、導体層33Aをパターニングして線路導体33を形成する工程とを含むものとする。例えば、導体層33Aを有する誘電体フィルム31を集積体の樹脂7上に取り付けた後に、再配線線路8をパターニングするものが、これに含まれる。なお、ビア32を形成する工程と線路導体33を形成する工程はどちらが先であっても良い。   Thus, when manufacturing the package part 6, the process of providing the rewiring line 8, the process of providing the dielectric film 31 which has the conductor layer 33A on the resin 7, and the via | veer 32 are formed in the dielectric film 31. It includes a step and a step of patterning the conductor layer 33A to form the line conductor 33. For example, this includes a method of patterning the redistribution line 8 after the dielectric film 31 having the conductor layer 33A is attached onto the resin 7 of the integrated body. Note that either the step of forming the via 32 or the step of forming the line conductor 33 may be first.

そして、上述のようにして製造されたパッケージ部6を、導波管1を有する金属筐体2に、バックショート3が導波管1の延長上に位置し、かつ、アンテナカプラ5が導波管1とバックショート3との間に位置するように取り付ける。
以下、板状の誘電体支持部材43を用い、金属層33Aが接着層34を介して接着されている誘電体フィルム31を集積体の樹脂7上に貼り付けた後に、金属層33Aをパターニングするとともに誘電体フィルム31にビア32を形成することによって、再配線線路8を設け、アンテナカプラ5の周囲の誘電体フィルム31を取り除く場合を例に挙げて、図15、図16を参照しながら説明する。
Then, the package portion 6 manufactured as described above is placed in the metal housing 2 having the waveguide 1, the back short 3 is positioned on the extension of the waveguide 1, and the antenna coupler 5 is guided. It is attached so that it is located between the tube 1 and the back short 3.
Hereinafter, after using the plate-shaped dielectric support member 43 to attach the dielectric film 31 to which the metal layer 33A is bonded via the adhesive layer 34 on the resin 7 of the integrated body, the metal layer 33A is patterned. In addition, a case where the redistribution line 8 is provided by forming the via 32 in the dielectric film 31 and the dielectric film 31 around the antenna coupler 5 is removed as an example will be described with reference to FIGS. 15 and 16. To do.

まず、図15(A)〜図15(C)に示すように、バックショート3と半導体チップ4とを樹脂7で一体化する。
つまり、まず、図15(A)に示すように、バスタブ状金属部材22の底部22Aと枠状の側部22Bとによって規定された領域30、即ち、空間に、アンテナカプラ5を支持するための誘電体支持部材43を設ける。例えば、銅製又はアルミニウム製のバスタブ状部材22の底部22Aと枠状の側部22Bとによって規定された領域30、即ち、空間内のアンテナカプラ5の先端を支持することができる位置に、板状の低誘電材料支持部材43を配置する。
First, as shown in FIGS. 15A to 15C, the back short 3 and the semiconductor chip 4 are integrated with a resin 7.
That is, first, as shown in FIG. 15 (A), the antenna coupler 5 is supported in the region 30 defined by the bottom 22A and the frame-like side 22B of the bathtub-shaped metal member 22, that is, the space. A dielectric support member 43 is provided. For example, in a region 30 defined by the bottom portion 22A and the frame-like side portion 22B of the bathtub-like member 22 made of copper or aluminum, that is, at a position where the tip of the antenna coupler 5 in the space can be supported The low dielectric material support member 43 is disposed.

次に、支持体35上に設けられた粘着フィルム36の粘着面上に、バックショート3となる底部22Aと枠状の側部22Bとを有し、これらで規定された領域30(空間)の内部に誘電体支持部材43が設けられているバスタブ状金属部材22、及び、半導体チップ4を配置する。つまり、バスタブ状金属部材22の開口部及び半導体チップ4の回路面を下にしたフェイスダウンで、支持体35上に設けられた粘着フィルム36上の所望の位置に、誘電体支持部材43が設けられているバスタブ状金属部材22及び半導体チップ4を仮固定する。なお、粘着フィルム36を微粘着シートともいう。   Next, on the pressure-sensitive adhesive surface of the pressure-sensitive adhesive film 36 provided on the support 35, the bottom portion 22A and the frame-shaped side portion 22B that become the back short 3 are provided, and the region 30 (space) defined by these is provided. The bathtub-shaped metal member 22 having the dielectric support member 43 provided therein and the semiconductor chip 4 are disposed. That is, the dielectric support member 43 is provided at a desired position on the adhesive film 36 provided on the support 35 with the face-down with the opening of the bathtub-shaped metal member 22 and the circuit surface of the semiconductor chip 4 facing down. The bathtub-shaped metal member 22 and the semiconductor chip 4 are temporarily fixed. The adhesive film 36 is also referred to as a slightly adhesive sheet.

次に、図15(B)に示すように、内部に誘電体支持部材43が設けられているバスタブ状金属部材22と半導体チップ4とをモールド樹脂7(例えばエポキシ系樹脂)で埋め込んで一体化する。
次に、図15(C)に示すように、支持体35及び粘着フィルム36を剥離する。
このようにして、樹脂組成物で成型された集積体(擬似ウェハ)が作製される。
Next, as shown in FIG. 15B, the bathtub-shaped metal member 22 having the dielectric support member 43 provided therein and the semiconductor chip 4 are embedded and integrated with a mold resin 7 (for example, epoxy resin). To do.
Next, as shown in FIG. 15C, the support 35 and the adhesive film 36 are peeled off.
In this way, an integrated body (pseudo wafer) molded with the resin composition is produced.

次に、図15(D)〜図15(E)、図16(A)〜図16(C)に示すように、アンテナカプラ5と半導体チップ4とが電気的に接続されるように再配線線路8を設ける。ここでは、アンテナカプラ5となる部分8Xを含むように、再配線線路8をバックショート3の上方の領域まで延びるように設ける。
つまり、まず、図15(D)に示すように、上述のようにして作製した集積体を、金属層33A(例えば銅箔)が接着層34を介して接着されている誘電体フィルム31にラミネートする。
Next, as shown in FIGS. 15D to 15E and FIGS. 16A to 16C, rewiring is performed so that the antenna coupler 5 and the semiconductor chip 4 are electrically connected. A line 8 is provided. Here, the redistribution line 8 is provided so as to extend to a region above the back short 3 so as to include a portion 8X that becomes the antenna coupler 5.
That is, first, as shown in FIG. 15D, the integrated body manufactured as described above is laminated on the dielectric film 31 to which the metal layer 33A (for example, copper foil) is bonded via the adhesive layer. To do.

次に、図15(E)に示すように、例えばドライフィルムレジスト37を用いてパターニングし、図16(A)に示すように、金属層33Aをエッチングし、レーザを用いて誘電体フィルム31にビアホール38を形成する。
次に、図16(B)に示すように、ドライフィルムレジスト37を剥離した後、例えばスパッタ又は無電解めっきによって、例えば銅又は銅合金からなるシード層39を形成し、レジスト40をパターニングする。
Next, as shown in FIG. 15E, patterning is performed using, for example, a dry film resist 37, the metal layer 33A is etched as shown in FIG. 16A, and the dielectric film 31 is formed using a laser. A via hole 38 is formed.
Next, as shown in FIG. 16B, after the dry film resist 37 is peeled off, a seed layer 39 made of, for example, copper or a copper alloy is formed by, for example, sputtering or electroless plating, and the resist 40 is patterned.

次に、図16(C)に示すように、シード層39を用いて、例えば電気めっきによって、銅をめっきすることでビアホール38にビア32を形成し、レジスト40(フォトレジスト)を剥離した後、例えばウェットエッチング又はドライエッチングなどによって、レジスト40の下に残存していたシード層39を除去する。
このようにして、モールド樹脂7上に設けられた誘電体フィルム31に形成されたビア32を介して半導体チップ4に電気的に接続された銅配線33(金属配線;線路導体)によって構成される再配線線路8が設けられる。そして、この再配線線路8は、バックショート3の上方の領域まで延びており、アンテナカプラ5となる部分8Xを含むように形成される。
Next, as shown in FIG. 16C, the seed layer 39 is used to form the via 32 in the via hole 38 by plating copper, for example, by electroplating, and the resist 40 (photoresist) is peeled off. For example, the seed layer 39 remaining under the resist 40 is removed by wet etching or dry etching.
In this way, it is constituted by the copper wiring 33 (metal wiring; line conductor) electrically connected to the semiconductor chip 4 through the via 32 formed in the dielectric film 31 provided on the mold resin 7. A redistribution line 8 is provided. The redistribution line 8 extends to a region above the back short 3 and is formed so as to include a portion 8 </ b> X that becomes the antenna coupler 5.

次に、図16(D)〜図16(F)に示すように、誘電体フィルム31に設けられた再配線線路8(ここでは線路導体33)によって構成されるアンテナカプラ5の部分8X(ここでは線路導体33の部分33X)以外の部分の誘電体フィルム31、即ち、アンテナカプラ5の周囲の誘電体フィルム31を取り除く。
つまり、まず、図16(D)に示すように、レジスト44をパターニングして、バスタブ状金属部材22の底部22Aであるバックショート3の上方のアンテナカプラ5の部分8X以外の部分の誘電体フィルム31を選択的に露出させる。
Next, as shown in FIGS. 16D to 16F, a portion 8X (here,) of the antenna coupler 5 constituted by the redistribution line 8 (here, the line conductor 33) provided on the dielectric film 31. Then, the dielectric film 31 other than the portion 33X) of the line conductor 33, that is, the dielectric film 31 around the antenna coupler 5 is removed.
That is, first, as shown in FIG. 16 (D), the resist 44 is patterned, and the dielectric film other than the portion 8X of the antenna coupler 5 above the back short 3 which is the bottom 22A of the bathtub-shaped metal member 22 is formed. 31 is selectively exposed.

例えば、フェノール系感光性樹脂を、例えば4μmの厚さとなるようにスピンコートによって塗布し、コンタクトアライナーなどで露光し、例えば水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)によって現像する。これにより、バスタブ状金属部材22の底部22Aであるバックショート3の上方のアンテナカプラ5の部分8X以外の部分の誘電体フィルム31を選択的に露出させる。   For example, a phenol-based photosensitive resin is applied by spin coating so as to have a thickness of, for example, 4 μm, exposed with a contact aligner, and developed with, for example, tetramethylammonium hydroxide (TMAH). As a result, the dielectric film 31 in portions other than the portion 8X of the antenna coupler 5 above the back short 3 that is the bottom portion 22A of the bathtub-shaped metal member 22 is selectively exposed.

そして、図16(E)、図16(F)に示すように、選択的に露出させた誘電体フィルム31を、例えばCFとOとの混合ガスを用いたドライエッチングで除去し、バスタブ状金属部材22の底部22Aであるバックショート3の上方を開口させる。そして、レジスト44を除去する。例えば、レジスト44は例えばアセトンなどの溶剤によって溶解除去すれば良い。 Then, as shown in FIGS. 16E and 16F, the selectively exposed dielectric film 31 is removed by dry etching using, for example, a mixed gas of CF 4 and O 2, and a bathtub is obtained. The upper part of the back short 3 which is the bottom 22A of the metal member 22 is opened. Then, the resist 44 is removed. For example, the resist 44 may be dissolved and removed with a solvent such as acetone.

このようにして、バスタブ状金属部材22の底部22Aと枠状の側部22Bとによって規定された領域30の上方、即ち、空間の上方に、誘電体フィルム31に設けられた再配線線路8(ここでは線路導体33)によって構成されるアンテナカプラ5が突出し、誘電体支持部材43で支持され、アンテナカプラ5の周囲が開口状態となる。
なお、その他の詳細は、上述の第2実施形態及び変形例の場合と同様である。
In this way, the redistribution line 8 (provided on the dielectric film 31) above the region 30 defined by the bottom 22A and the frame-shaped side 22B of the bathtub-shaped metal member 22, that is, above the space. Here, the antenna coupler 5 constituted by the line conductor 33) protrudes and is supported by the dielectric support member 43, and the periphery of the antenna coupler 5 is in an open state.
Other details are the same as those in the second embodiment and the modification described above.

したがって、本実施形態にかかる高周波モジュール及びその製造方法によれば、上述の第2実施形態及び変形例の場合と同様に、導波管1と半導体チップ4との間で高周波信号を伝送する際の高周波特性の劣化を抑制することができるという利点がある。
なお、上述の実施形態では、導体層33A(例えば銅箔などの金属層)を有する誘電体フィルム31を集積体の樹脂7上に設け、導体層33Aをパターニングして線路導体33(ここではアンテナカプラ5として機能する部分33Xも含む)を形成し、誘電体フィルム31にビア32を形成することによって、再配線線路8(ここではアンテナカプラ5として機能する部分8Xも含む)を設けているが、これに限られるものではない。
Therefore, according to the high-frequency module and the manufacturing method thereof according to the present embodiment, when transmitting a high-frequency signal between the waveguide 1 and the semiconductor chip 4 as in the case of the second embodiment and the modification described above. There is an advantage that it is possible to suppress the deterioration of the high frequency characteristics.
In the above-described embodiment, the dielectric film 31 having the conductor layer 33A (for example, a metal layer such as copper foil) is provided on the resin 7 of the integrated body, and the conductor layer 33A is patterned to form the line conductor 33 (here, the antenna). The redistribution line 8 (including the portion 8X functioning as the antenna coupler 5 here) is provided by forming the via 32 in the dielectric film 31 and forming the via 33 in the dielectric film 31. However, it is not limited to this.

例えば、ビア及びビアに接続される線路導体を有する誘電体フィルムを、集積体の樹脂上に設けることによって、再配線線路を設けるようにしても良い。例えば、再配線線路としての線路導体及びビアがパターニングされている誘電体フィルムを、集積体の樹脂上に取り付けるものが、これに含まれる。つまり、集積体の樹脂上に、再配線線路としての線路導体及びビアがパターニングされている誘電体フィルムを、接着剤で接着したものが含まれる。この場合、誘電体フィルムにパターニングされているビア及びその近傍領域を接着するのに導電性接着剤を用い、それ以外の領域を接着するのに低誘電・低損失接着剤を用いるのが好ましい。但し、コスト及び実装精度を考慮すると、上述の実施形態のようにして再配線線路を設けるのが好ましい。この場合、再配線線路を設ける工程において、ビア及びビアに接続される線路導体を有する誘電体フィルムを、樹脂上に設けることになる。
[その他]
なお、本発明は、上述した各実施形態及び各変形例に記載した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
For example, the redistribution line may be provided by providing a dielectric film having vias and line conductors connected to the vias on the resin of the integrated body. For example, this includes a case where a dielectric film in which a line conductor as a redistribution line and a via are patterned is attached on a resin of an integrated body. That is, a dielectric film in which a line conductor as a redistribution line and a via are patterned on a resin of an integrated body is bonded with an adhesive. In this case, it is preferable to use a conductive adhesive to bond the vias patterned in the dielectric film and the vicinity thereof, and use a low dielectric and low loss adhesive to bond the other regions. However, in consideration of cost and mounting accuracy, it is preferable to provide a redistribution line as in the above-described embodiment. In this case, in the step of providing the redistribution line, a dielectric film having a via and a line conductor connected to the via is provided on the resin.
[Others]
In addition, this invention is not limited to the structure described in each embodiment and each modification mentioned above, A various deformation | transformation is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention.

以下、上述の各実施形態及び各変形例に関し、更に、付記を開示する。
(付記1)
導波管を有する金属筐体と、
前記導波管の延長上に位置するバックショートと、半導体チップと、前記導波管と前記バックショートとの間に位置するアンテナカプラとを有し、前記バックショートと前記半導体チップとが樹脂で一体化されており、前記アンテナカプラと前記半導体チップとが再配線線路で電気的に接続されているパッケージ部とを備えることを特徴とする高周波モジュール。
Hereinafter, additional notes will be disclosed regarding the above-described embodiments and modifications.
(Appendix 1)
A metal housing having a waveguide;
A back short located on the extension of the waveguide; a semiconductor chip; and an antenna coupler located between the waveguide and the back short. The back short and the semiconductor chip are made of resin. A high-frequency module comprising: a package unit integrated with the antenna coupler and the semiconductor chip electrically connected by a redistribution line.

(付記2)
前記バックショートは、多層誘電体基板の裏面に設けられた裏面導体層であり、
前記アンテナカプラは、前記多層誘電体基板の前記裏面の反対側の表面に設けられた表面導体層であり、
前記多層誘電体基板と前記半導体チップとが前記樹脂で一体化されていることを特徴とする、付記1に記載の高周波モジュール。
(Appendix 2)
The back short is a back conductor layer provided on the back surface of the multilayer dielectric substrate,
The antenna coupler is a surface conductor layer provided on a surface opposite to the back surface of the multilayer dielectric substrate,
The high frequency module according to appendix 1, wherein the multilayer dielectric substrate and the semiconductor chip are integrated with the resin.

(付記3)
前記バックショートは、多層誘電体基板の裏面に設けられた導体層であり、
前記アンテナカプラは、前記再配線線路の前記導波管と前記バックショートとの間の領域まで延ばされた部分であり、
前記多層誘電体基板と前記半導体チップとが前記樹脂で一体化されていることを特徴とする、付記1に記載の高周波モジュール。
(Appendix 3)
The back short is a conductor layer provided on the back surface of the multilayer dielectric substrate,
The antenna coupler is a portion extending to a region between the waveguide and the back short of the redistribution line,
The high frequency module according to appendix 1, wherein the multilayer dielectric substrate and the semiconductor chip are integrated with the resin.

(付記4)
前記バックショートは、底部と枠状の側部とを有するバスタブ状金属部材の前記底部であり、
前記アンテナカプラは、前記再配線線路の前記導波管と前記バックショートとの間の領域まで延ばされた部分であり、
前記バスタブ状金属部材と前記半導体チップとが前記樹脂で一体化されていることを特徴とする、付記1に記載の高周波モジュール。
(Appendix 4)
The back short is the bottom of a bathtub-shaped metal member having a bottom and a frame-shaped side,
The antenna coupler is a portion extending to a region between the waveguide and the back short of the redistribution line,
The high-frequency module according to appendix 1, wherein the bathtub-shaped metal member and the semiconductor chip are integrated with the resin.

(付記5)
前記バスタブ状金属部材は、前記底部と前記枠状の側部とによって規定された領域が誘電体で埋められていることを特徴とする、付記4に記載の高周波モジュール。
(付記6)
前記再配線線路は、前記樹脂上に形成された樹脂層に設けられたビアを介して前記半導体チップに電気的に接続された線路導体によって構成されていることを特徴とする、付記1〜3、5のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
(Appendix 5)
The high frequency module according to appendix 4, wherein the bathtub-shaped metal member has a region defined by the bottom portion and the frame-shaped side portion filled with a dielectric.
(Appendix 6)
The redistribution line is configured by a line conductor electrically connected to the semiconductor chip through a via provided in a resin layer formed on the resin. 5. The high frequency module according to any one of 5 above.

(付記7)
前記再配線線路は、前記樹脂上に設けられた誘電体フィルムに形成されたビアを介して前記半導体チップに電気的に接続された線路導体によって構成されていることを特徴とする、付記1〜3、5のいずれか1項に記載の高周波モジュール。
(付記8)
前記バスタブ状金属部材は、前記底部と前記枠状の側部とによって規定された領域が空間になっており、
前記再配線線路は、前記樹脂上に設けられた誘電体フィルムに形成されたビアを介して前記半導体チップに電気的に接続された線路導体によって構成されていることを特徴とする、付記4に記載の高周波モジュール。
(Appendix 7)
The redistribution line is constituted by a line conductor electrically connected to the semiconductor chip through a via formed in a dielectric film provided on the resin. The high frequency module according to any one of 3 and 5.
(Appendix 8)
The bathtub-shaped metal member has a space defined by the bottom portion and the frame-shaped side portion,
Appendix 4 is characterized in that the redistribution line is constituted by a line conductor electrically connected to the semiconductor chip through a via formed in a dielectric film provided on the resin. The high-frequency module described.

(付記9)
前記誘電体フィルムは、ベンゾシクロブテン、液晶ポリマ、シクロオレフィンポリマ、ポリオレフィン、ポリフェニレンエーテル、ポリスチレン及びポリテトラフルオロエチレンに代表されるフッ素系樹脂からなる群から選ばれるいずれか1種の材料からなることを特徴とする、付記7又は8に記載の高周波モジュール。
(Appendix 9)
The dielectric film is made of any one material selected from the group consisting of fluorinated resins represented by benzocyclobutene, liquid crystal polymer, cycloolefin polymer, polyolefin, polyphenylene ether, polystyrene, and polytetrafluoroethylene. The high-frequency module according to appendix 7 or 8, characterized by

(付記10)
前記バスタブ状金属部材の前記底部と前記枠状の側部とによって規定された領域に前記アンテナカプラを支持する誘電体支持部材を備えることを特徴とする、付記8又は9に記載の高周波モジュール。
(付記11)
前記誘電体支持部材は、ベンゾシクロブテン、液晶ポリマ、シクロオレフィンポリマ、ポリオレフィン、ポリフェニレンエーテル、ポリスチレン及びポリテトラフルオロエチレンに代表されるフッ素系樹脂からなる群から選ばれるいずれか1種の材料からなることを特徴とする、付記10に記載の高周波モジュール。
(Appendix 10)
The high frequency module according to appendix 8 or 9, further comprising a dielectric support member that supports the antenna coupler in a region defined by the bottom portion and the frame-shaped side portion of the bathtub-shaped metal member.
(Appendix 11)
The dielectric support member is made of any one material selected from the group consisting of fluorinated resins represented by benzocyclobutene, liquid crystal polymer, cycloolefin polymer, polyolefin, polyphenylene ether, polystyrene, and polytetrafluoroethylene. The high-frequency module according to appendix 10, wherein:

(付記12)
前記誘電体支持部材は、板状、枠状又は柱状であることを特徴とする、付記10又は11に記載の高周波モジュール。
(付記13)
バックショートと、半導体チップと、アンテナカプラとを有するパッケージ部を製造する工程と、
前記パッケージ部を、導波管を有する金属筐体に、前記バックショートが前記導波管の延長上に位置し、かつ、前記アンテナカプラが前記導波管と前記バックショートとの間に位置するように取り付ける工程とを含み、
前記パッケージ部を製造する工程は、
前記バックショートと前記半導体チップとを樹脂で一体化する工程と、
前記アンテナカプラと前記半導体チップとが電気的に接続されるように再配線線路を設ける工程とを含むことを特徴とする高周波モジュールの製造方法。
(Appendix 12)
12. The high frequency module according to appendix 10 or 11, wherein the dielectric support member has a plate shape, a frame shape, or a column shape.
(Appendix 13)
Manufacturing a package portion having a back short, a semiconductor chip, and an antenna coupler;
The package portion is placed in a metal housing having a waveguide, the back short is located on the extension of the waveguide, and the antenna coupler is located between the waveguide and the back short. And mounting step
The process of manufacturing the package part includes:
Integrating the back short and the semiconductor chip with a resin;
And a step of providing a redistribution line so that the antenna coupler and the semiconductor chip are electrically connected to each other.

(付記14)
前記樹脂で一体化する工程において、裏面に前記バックショートとなる裏面導体層を有し、前記裏面の反対側の表面に前記アンテナカプラとなる表面導体層を有する多層誘電体基板と、前記半導体チップとを前記樹脂で一体化することを特徴とする、付記13に記載の高周波モジュールの製造方法。
(Appendix 14)
In the step of integrating with the resin, a multilayer dielectric substrate having a back surface conductor layer serving as the back short on the back surface and a surface conductor layer serving as the antenna coupler on the surface opposite to the back surface, and the semiconductor chip The method for manufacturing a high-frequency module according to appendix 13, wherein the resin is integrated with the resin.

(付記15)
前記樹脂で一体化する工程において、裏面に前記バックショートとなる導体層を有する多層誘電体基板と前記半導体チップとを前記樹脂で一体化し、
前記再配線線路を設ける工程において、前記アンテナカプラとなる部分を含むように、前記再配線線路を前記バックショートの上方の領域まで延びるように設けることを特徴とする、付記13に記載の高周波モジュールの製造方法。
(Appendix 15)
In the step of integrating with the resin, the multilayer dielectric substrate having the conductor layer that becomes the back short on the back surface and the semiconductor chip are integrated with the resin,
14. The high frequency module according to appendix 13, wherein in the step of providing the redistribution line, the redistribution line is provided so as to extend to a region above the back short so as to include a portion to be the antenna coupler. Manufacturing method.

(付記16)
前記樹脂で一体化する工程において、前記バックショートとなる底部と枠状の側部とを有するバスタブ状金属部材と前記半導体チップとを前記樹脂で一体化し、
前記再配線線路を設ける工程において、前記アンテナカプラとなる部分を含むように、前記再配線線路を前記バックショートの上方の領域まで延びるように設けることを特徴とする、付記13に記載の高周波モジュールの製造方法。
(Appendix 16)
In the step of integrating with the resin, the bathtub-shaped metal member having the bottom portion and the frame-shaped side portion that become the back short and the semiconductor chip are integrated with the resin,
14. The high frequency module according to appendix 13, wherein in the step of providing the redistribution line, the redistribution line is provided so as to extend to a region above the back short so as to include a portion to be the antenna coupler. Manufacturing method.

(付記17)
前記バスタブ形状金属部材は、前記底部と前記枠状の側部とによって規定された領域が空間になっており、
前記パッケージ部を製造する工程は、前記バスタブ状金属部材の前記底部と前記枠状の側部とによって規定された領域に前記アンテナカプラを支持する誘電体支持部材を設ける工程を含むことを特徴とする、付記16に記載の高周波モジュールの製造方法。
(Appendix 17)
The bathtub-shaped metal member has a space defined by the bottom portion and the frame-shaped side portion,
The step of manufacturing the package portion includes a step of providing a dielectric support member that supports the antenna coupler in a region defined by the bottom portion of the bathtub-shaped metal member and the frame-shaped side portion. The manufacturing method of the high frequency module of Additional remark 16.

(付記18)
前記再配線線路を設ける工程は、
前記樹脂上に樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層にビアを形成する工程と、
前記樹脂層上に線路導体を形成する工程とを含むことを特徴とする、付記13〜15のいずれか1項に記載の高周波モジュールの製造方法。
(Appendix 18)
The step of providing the redistribution line includes
Forming a resin layer on the resin;
Forming a via in the resin layer;
The method for producing a high-frequency module according to any one of appendices 13 to 15, further comprising a step of forming a line conductor on the resin layer.

(付記19)
前記再配線線路を設ける工程は、
前記樹脂上に、導体層を有する誘電体フィルムを設ける工程と、
前記誘電体フィルムにビアを形成する工程と、
前記導体層をパターニングして線路導体を形成する工程とを含むことを特徴とする、付記13〜17のいずれか1項に記載の高周波モジュールの製造方法。
(Appendix 19)
The step of providing the redistribution line includes
Providing a dielectric film having a conductor layer on the resin;
Forming vias in the dielectric film;
The method for manufacturing a high-frequency module according to any one of appendices 13 to 17, further comprising a step of patterning the conductor layer to form a line conductor.

(付記20)
前記再配線線路を設ける工程において、ビア及び前記ビアに接続される線路導体を有する誘電体フィルムを、前記樹脂上に設けることを特徴とする、付記13〜17のいずれか1項に記載の高周波モジュールの製造方法。
(Appendix 20)
The high-frequency wave according to any one of appendices 13 to 17, wherein in the step of providing the redistribution line, a dielectric film having a via and a line conductor connected to the via is provided on the resin. Module manufacturing method.

1 導波管
2 金属筐体
3 バックショート
4 半導体チップ
5 アンテナカプラ
6 パッケージ部
7 樹脂
8 再配線線路
8X 再配線線路の一部
9 多層誘電体基板
9A 裏面導体層(導体層)
9B 表面導体層
10 樹脂層
11 ビア
12 線路導体
12X 線路導体の一部
13 再配線グランド部
14 再配線信号線
15A バックショートに接続されたグランド端子
15B 半導体チップのグランド端子
16 ビア
17 半導体チップの他の信号入出力端子
18、19 ビア
20 半導体チップの信号入出力端子
21 グランド配線
22 バスタブ状金属部材
22A 底部
22B 枠状の側部
23 誘電体
25 誘電体フィルム
26 接着剤
26A 導電性接着剤
26B 低誘電・低損失接着剤
27 ビアホール
28 シード層
29 レジスト
30 バスタブ状金属部材の底部と枠状の側部とによって規定された領域
31 誘電体フィルム
32 ビア
33 線路導体
33X 線路導体の一部
33A 導体層(金属層;銅箔)
34 接着層
35 支持体
36 粘着フィルム
37 ドライフィルムレジスト
38 ビアホール
39 シード層
40 レジスト
41 再配線グランド部
42 再配線信号線
43 誘電体支持部材
44 レジスト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Waveguide 2 Metal housing 3 Back short 4 Semiconductor chip 5 Antenna coupler 6 Package part 7 Resin 8 Redistribution line 8X Part of redistribution line 9 Multilayer dielectric substrate 9A Back surface conductor layer (conductor layer)
9B Surface conductor layer 10 Resin layer 11 Via 12 Line conductor 12X Part of line conductor 13 Redistribution ground part 14 Redistribution signal line 15A Ground terminal connected to back short circuit 15B Semiconductor chip ground terminal 16 Via 17 Other semiconductor chip Signal input / output terminals 18 and 19 Via 20 Semiconductor chip signal input / output terminals 21 Ground wiring 22 Bath-shaped metal member 22A Bottom portion 22B Frame-shaped side portion 23 Dielectric 25 Dielectric film 26 Adhesive 26A Conductive adhesive 26B Low Dielectric / low-loss adhesive 27 Via hole 28 Seed layer 29 Resist 30 Region defined by bottom of bathtub-shaped metal member and frame-shaped side 31 Dielectric film 32 Via 33 Line conductor 33X Part of line conductor 33A Conductor layer (Metal layer; copper foil)
34 Adhesive layer 35 Support 36 Adhesive film 37 Dry film resist 38 Via hole 39 Seed layer 40 Resist 41 Rewiring ground part 42 Rewiring signal line 43 Dielectric support member 44 Resist

Claims (10)

導波管を有する金属筐体と、
前記導波管の延長上に位置するバックショートと、半導体チップと、前記導波管と前記バックショートとの間に位置するアンテナカプラとを有し、前記バックショートと前記半導体チップとが樹脂で一体化されており、前記アンテナカプラと前記半導体チップとが再配線線路で電気的に接続されているパッケージ部とを備えることを特徴とする高周波モジュール。
A metal housing having a waveguide;
A back short located on the extension of the waveguide; a semiconductor chip; and an antenna coupler located between the waveguide and the back short. The back short and the semiconductor chip are made of resin. A high-frequency module comprising: a package unit integrated with the antenna coupler and the semiconductor chip electrically connected by a redistribution line.
前記バックショートは、多層誘電体基板の裏面に設けられた裏面導体層であり、
前記アンテナカプラは、前記多層誘電体基板の前記裏面の反対側の表面に設けられた表面導体層であり、
前記多層誘電体基板と前記半導体チップとが前記樹脂で一体化されていることを特徴とする、請求項1に記載の高周波モジュール。
The back short is a back conductor layer provided on the back surface of the multilayer dielectric substrate,
The antenna coupler is a surface conductor layer provided on a surface opposite to the back surface of the multilayer dielectric substrate,
The high-frequency module according to claim 1, wherein the multilayer dielectric substrate and the semiconductor chip are integrated with the resin.
前記バックショートは、多層誘電体基板の裏面に設けられた導体層であり、
前記アンテナカプラは、前記再配線線路の前記導波管と前記バックショートとの間の領域まで延ばされた部分であり、
前記多層誘電体基板と前記半導体チップとが前記樹脂で一体化されていることを特徴とする、請求項1に記載の高周波モジュール。
The back short is a conductor layer provided on the back surface of the multilayer dielectric substrate,
The antenna coupler is a portion extending to a region between the waveguide and the back short of the redistribution line,
The high-frequency module according to claim 1, wherein the multilayer dielectric substrate and the semiconductor chip are integrated with the resin.
前記バックショートは、底部と枠状の側部とを有するバスタブ状金属部材の前記底部であり、
前記アンテナカプラは、前記再配線線路の前記導波管と前記バックショートとの間の領域まで延ばされた部分であり、
前記バスタブ状金属部材と前記半導体チップとが前記樹脂で一体化されていることを特徴とする、請求項1に記載の高周波モジュール。
The back short is the bottom of a bathtub-shaped metal member having a bottom and a frame-shaped side,
The antenna coupler is a portion extending to a region between the waveguide and the back short of the redistribution line,
The high-frequency module according to claim 1, wherein the bathtub-shaped metal member and the semiconductor chip are integrated with the resin.
前記バスタブ状金属部材は、前記底部と前記枠状の側部とによって規定された領域が誘電体で埋められていることを特徴とする、請求項4に記載の高周波モジュール。   The high-frequency module according to claim 4, wherein the bathtub-shaped metal member has a region defined by the bottom portion and the frame-shaped side portion filled with a dielectric. 前記再配線線路は、前記樹脂上に形成された樹脂層に設けられたビアを介して前記半導体チップに電気的に接続された線路導体によって構成されていることを特徴とする、請求項1〜3、5のいずれか1項に記載の高周波モジュール。   The redistribution line is constituted by a line conductor electrically connected to the semiconductor chip through a via provided in a resin layer formed on the resin. The high frequency module according to any one of 3 and 5. 前記再配線線路は、前記樹脂上に設けられた誘電体フィルムに形成されたビアを介して前記半導体チップに電気的に接続された線路導体によって構成されていることを特徴とする、請求項1〜3、5のいずれか1項に記載の高周波モジュール。   2. The redistribution line is constituted by a line conductor electrically connected to the semiconductor chip through a via formed in a dielectric film provided on the resin. The high frequency module of any one of -3,5. 前記バスタブ状金属部材は、前記底部と前記枠状の側部とによって規定された領域が空間になっており、
前記再配線線路は、前記樹脂上に設けられた誘電体フィルムに形成されたビアを介して前記半導体チップに電気的に接続された線路導体によって構成されていることを特徴とする、請求項4に記載の高周波モジュール。
The bathtub-shaped metal member has a space defined by the bottom portion and the frame-shaped side portion,
5. The redistribution line is constituted by a line conductor electrically connected to the semiconductor chip through a via formed in a dielectric film provided on the resin. The high frequency module described in 1.
前記バスタブ状金属部材の前記底部と前記枠状の側部とによって規定された領域に前記アンテナカプラを支持する誘電体支持部材を備えることを特徴とする、請求項8に記載の高周波モジュール。   The high-frequency module according to claim 8, further comprising a dielectric support member that supports the antenna coupler in a region defined by the bottom portion and the frame-shaped side portion of the bathtub-shaped metal member. バックショートと、半導体チップと、アンテナカプラとを有するパッケージ部を製造する工程と、
前記パッケージ部を、導波管を有する金属筐体に、前記バックショートが前記導波管の延長上に位置し、かつ、前記アンテナカプラが前記導波管と前記バックショートとの間に位置するように取り付ける工程とを含み、
前記パッケージ部を製造する工程は、
前記バックショートと前記半導体チップとを樹脂で一体化する工程と、
前記アンテナカプラと前記半導体チップとが電気的に接続されるように再配線線路を設ける工程とを含むことを特徴とする高周波モジュールの製造方法。
Manufacturing a package portion having a back short, a semiconductor chip, and an antenna coupler;
The package portion is placed in a metal housing having a waveguide, the back short is located on the extension of the waveguide, and the antenna coupler is located between the waveguide and the back short. And mounting step
The process of manufacturing the package part includes:
Integrating the back short and the semiconductor chip with a resin;
And a step of providing a redistribution line so that the antenna coupler and the semiconductor chip are electrically connected to each other.
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